L'espace redevient à la mode entre Elon Musk promet Mars, la NASA qui veut retourner sur la Lune, on nous vend des colonies lunairirees, des bases martiennes et même des voyages interstellaires d'ici à peine quelques décennies. On s'emballe, on se projette, on veut déjà planter le drapeau sur Proxima Bé. Sauf qu'il y a une vérité qu'on nous dit jamais à la télé.
Cette vérité pourrait bien nous clouer définitivement au sol. Ce que je vais vous dire aujourd'hui n'est pas pour briser vos rêves, c'est pour qu'on regarde ensemble froidement les chiffres, les lois de la physique, les contraintes biologiques et technologiques qui se dressent devant nous et cet avenir interstellaire si souvent fantasmé. Oublie un instant les vaisseaux spatiaux qui filent vers Proxima du Sentor en un claquement de doigt.
oublier les colonies sur des exoplanètes luxuriantes, ce sera malheureusement pas pour nous et peut-être même jamais. Commençons par le commencement. Avant même de penser à atteindre une autre étoile, il y a un premier obstacle, un monstre invisible mais incroyablement puissant qu'il faut vaincre, le puit gravitationnel de notre propre planète.
Vous savez cette force qui nous cl au sol, qui fait tomber les pommes et qui accessoirement maintient une atmosphère respirable autour de nous. Merci à la gravité. Sauf que pour s'en échapper, c'est une toute autre paire de manche.
Comme le soulligne si bien l'astrophysicienne Yael Nazé, dans ces conférences, on vit au fond d'un trou. Un trou invisible certes, mais un trou énergétique incroyablement profond creusé par la masse de la terre. Pour s'arracher à cette attraction, c'est déjà une lutte titanesque.
Pensez aux fusées 75 qui ont emmené l'émission Apollo vers la Lune. Des monstres de 100 m de haut pesant 3000 tonnes au décollage dont la quasi-ttalité de la masse était du carburant. Des millions de litres de carburant brûlaient en quelques minutes pour atteindre à la vitesse d'environ 28000 km/h la fameuse vitesse de satellisation.
Et tout ça, c'est juste pour faire le tour du pâté de maison cosmiquement parlant. L'orbite basse c'est la banlieue très très proche. Pour aller un petit peu plus loin, disons chez notre voisine, la lune située à 384000 km, il faut atteindre des vitesses de libération, environ 40000 km/h.
C'est déjà un autre ordre de grandeur en terme énergétique. L'émission Apollo, c'était un exploit technologique et financier colossal. des milliards de dollars de l'époque, des années de recherche et de développement et le voyage durait plusieurs jours.
Maintenant, visons Mars, notre autre voisine, la planète rouge. Distance moyenne, environ 225 millions de kmè, mais ça varie énormément de 55 à 400 millions de kilomètres selon les positions respectives des planètes. On ne part pas quand on veut pour Mars.
Il faut attendre des fenêtres de lancement spécifiques tous les 2 ans environ pour optimiser la trajectoire et la durée du voyage en utilisant parfois l'assistance gravitationnelle. Le voyage lui-même dure entre 6 et 9 mois. 6 et 9 mois dans une boîte de conserve exposée aux radiations cosmiques aux effets de la microgravité sur leur corps.
On commence à toucher du doigt les problèmes les plus importants quand il est question du voyage spatial. Mars, c'est la banlieu lointaine. Y aller, c'est déjà une épopée, mais c'est encore le pas de notre porte cosmique.
Le système solaire, c'est vaste. Les sondes voyageurs lancés dans les années 70 ont mis des décennies pour atteindre les confins de notre système pour commencer tout juste à sortir de la zone d'influence directe du soleil. Cette zone, on appelle l'héliopose et ces sondes ne font que commencer leur voyage dans le ville interstellaire.
Alors, on a vu que sortir déjà de notre petit caillou bleu, c'est déjà un sport de haut niveau. La Lune, c'est une petite excursion. Mars, c'est une véritable expédition.
Mais tout ça, ce n'est rien d'autre que la cour de récré, le bac à sable du système solaire. Pour vraiment parler de voyage interstellaire, il faut changer d'échelle radicalement. L'étoile la plus proche de notre soleil, c'est Proxima du Sentor.
Une petite naine rouge probablement accompagnée d'au moins une planète Proxima B. Elle a fait d'ailleurs couler beaucoup d'ancre parce qu'elle se trouve dans la zone habitable de son étoile. Le problème c'est que proche en astronomie, ça veut pas dire grand-chose à notre échelle humaine.
Proxima du Sentor est à environ 4,24 années lumière de nous. Une année lumière, c'est la distance que parcourt la lumière en un an. La lumière, c'est ce qui va le plus vite dans l'univers, environ 300000 km par seconde.
Donc une année lumière, c'est à peu près 9460 milliards de kilomè. Multipliez ça par 4,24 et vous obtenez 40 milliards de kilomètres. Pour vous donner une idée, si notre soleil était une orange à Paris, Proxima du Sentor serait une autre orange à San Francisco.
Et entre les deux, du vide, un vide quasi absolu, froid, parsemé de quelques atomes d'hydrogène et de poussière cosmique. Combien de temps pour y aller ? Bien, accrochez-vous avec nos technologies actuelles, même les plus rapides.
La sonde Parker solar probe qui a frôé le soleil et atteint des vitesses record de plus de 600000 km/h mettrait environ 6700 ans pour atteindre Proxima du Sentor. Et je parle d'une petite sonde, pas d'un vaisseau habitable avec des humains à bord. Si on prend une sonde plus classique comme New Horizon qui a survolé Pluton, on parle de 78000 ans.
Vous commencez à voir le problème, les distances sont tout simplement inhumaines. Et face à ces abîmes de vide, nos moyens de propulsion actuelle sont dérisoires. C'est là qu'on se heurte au mur du carburant, à la tyrannie de l'équation de Tilkovski.
Cette équation, c'est la base de l'aéronautique. Elle dit en gros que pour augmenter la vitesse d'une fusée, ce qu'on appelle le delta V, il faut une quantité exponentielle de carburant. Plus vous voulez aller vite, plus vous devez emporter de carburant.
Mais plus vous emportez de carburant, plus votre fusée est lourde. Et plus elle est lourde, plus il vous faut de carburant pour le faire bouger. C'est un cercle vicieux infernal.
Avec la propulsion chimique, celle qui a envoyé des hommes sur la Lune et des sondes vers Mars, on est très vite limité. La majorité de la masse d'une fusée, c'est son carburant. Pour atteindre, ne serait-ce qu'une petite fraction de la vitesse de la lumière, il faudrait des quantités de carburant tellement astronomiques que la fusée elle-même deviendrait plus grosse que l'univers observable.
Et j'exagère à peine. Alors, quelles alternatives ? Nicolaszos dans ses interventions explore plusieurs pistes mais chacune d'elles se heurte à des obstacles colossaux.
La propulsion nucléaire thermique où l'on chauffe de l'hydrogène avec un réacteur afficient, c'est déjà mieux que la chimie. Mais pas de quoi révolutionner la donne pour l'interstellaire. Le projet Orion dans les années 60 imaginait propulser un vaisseau en faisant exploser des petites bombes atomiques derrière lui.
Puissant oui, mais imaginez les radiations, les retombées. Sans parler des traités internationaux qui interdisent la militarisation de l'espace et les explosions nucléaires. La fusion nucléaire, c'est le graal, c'est la réaction qui fait briller le soleil.
En théorie, un moteur à fusion comme dans les projets d'edalus ou ICAR pourrait atteindre des vitesses bien plus élevées, peut-être 10 à 15 % de la vitesse de la lumière. Le problème, on ne maîtrise toujours pas la fusion contrôlée sur Terre pour produire de l'énergie de manière rentable. Alors, imaginer un moteur de vaisseau spatial compact et fiable, c'est encore de la science-fiction lointaine.
Et même là, il faudra embarquer des quantités énormes de combustibles comme du Deutérium et de l'hélium 3 qu'il faudrait d'ailleurs aller miner sur la Lune ou Jupiter. Bonjour la logistique. Et les moteurs ioniques ou plasmatiques, ils sont très efficaces en terme de rendement.
Ils utilisent peu de carburant pour une grande impulsion spécifique. C'est très pratique pour pouvoir ajuster les trajectoires de sonde pendant des années. Mais leur poussée est minuscule de l'ordre du poids d'une feuille de papier.
Pour accélérer un vaisseau massif à des vitesses interstelles, il faudrait des temps d'accélération de plusieurs décennies, voire de plusieurs siècles. Et les voiles solaires ou photoniques, l'idée est belle. Utiliser la pression des photons émis par le soleil ou par de gigantesques lasers sur terre ou en orbite pour pousser une voile immense et ultra légère.
Ce projet a été inventé pour envoyer des nanosondes vers Proxima du Sentor en 20 ans grâce à cette technologie. Mais on parle de sondes qui font à peine quelques grammes. Pour un vaisseau habitable, la voile devrait faire des centaines de kilomètres de diamètre, être incroyablement fine et résistante.
Et le problème majeur, c'est la décélération. Comment freiner en arrivant à destination quand votre unique moteur est un faisceau de lumière qui vient d'un point derrière vous ? Une autre approche est le statoréacteur Bussard qui collecterait l'hydrogène du milieu interstellaire pour alimenter un moteur à fusion.
Cette idée est séduisante sur le papier parce que ça permettrait d'avoir du carburant à l'infini. Sauf que la densité d'hydrogène dans l'espace est ridiculement faible. Il faudrait un collecteur gigantesque sur plusieurs milliers de kilomètres de diamètre, ce qui créerait une traînée énorme et annulerait au passage une partie de la poussée sans parler de la complexité technique d'un tel engin et l'antimatière dans tout ça.
Le carburant ultime, l'anilation matière antimatière convertirait 100 % de la masse en énergie selon la fameuse équation E = MC2. En théorie, quelques dizaines de grammes d'antimatière suffirait pour propulser un vaisseau vers les étoiles les plus proches. Le H c'est compé produire que des quantités infimes d'antimatière, quelques atomes à la fois dans des accélérateurs de particules gigantesques à des coûts pharamineux.
Des milliers de milliards de dollars le gram. Ensuite, il faudra le stocker, le manipuler sans jamais qu'elle n'entre en contact avec de la matière ordinaire. Sinon, c'est l'explosion.
C'est un défi technologique qui dépasse l'entendement actuel. Vous voyez le tableau, c'est pas juste une question d'ingéniosité ou de budget. On se à un mur physique, à des limites fondamentales imposées par les lois de l'univers tell que nous les connaissons.
Et on a même pas encore parlé de ce qui se passe quand on essaie de voyager très très longtemps ou très très vite. Bon, admettons un instant qu'on arrive par miracle à développer une propulsion qui nous permette d'envisager un voyage vers Proxima du Sentor, même si ça doit prendre des siècles, voire des millénaires. Qu'est-ce que ça implique concrètement ?
Et bien ça implique de transformer notre vaisseau en une sorte d'arge de Noé stellaire, un vaisseau monde. Une idée qui a fait fantasmer des générations d'auteurs de science-fiction, mais qui, quand on y regarde de plus près, soulève un problème absolument colossal. Imaginez un peu, vous embarquez une communauté humaine, quelques centaines, peut-être quelques milliers d'individus.
Vous les mettez dans une structure clause autosuffisante pour un voyage qui va durer plus longtemps que toute l'histoire de la civilisation humaine jusqu'à aujourd'hui. Des générations humaines vont naître, vivre et mourir à bord de cette boîte de conserve géante filant dans le noir infini. Et le tout avec pour seul horison l'espoir que leurs arrières arrières arrière arrière petits enfants trouveront peut-être une nouvelle étoile.
Ça vous tente ? Les défis sont monstrueux. D'abord le support de vie.
Il faudra un système écologique en circuit fermé absolument parfait, capable de recycler 100 % de l'air, de l'eau, de la nourriture, des déchets pendant des siècles. Aucune aide extérieure. On a déjà du mal à faire ça à petite échelle sur la terre.
Alors, imaginez dans un vaisseau isolé au milieu de nulle part, la moindre panne, le moindre déséquilibre et c'est la catastrophe. Ensuite, il y a des défis sociaux, psychologiques, éthiques. Comment maintenir une société stable, motivée, sans conflit majeur dans un environnement confiné, stressant pendant plusieurs générations ?
Comment gérer la gouvernance, la transmission du savoir ? Le but même de la mission, quand ceux qui arriveront n'auront jamais connu la Terre et auront peut-être plus aucun lien affectif avec elle. C'est le terrofertile pour les dystopies les plus sombres.
Et puis il y a notre propre biologie. Notre corps n'est tout simplement pas fait pour l'espace, surtout sur de très longues durées. Les radiations cosmiques, ces particules de très haute énergie qui bombardent l'univers sont un ennemi invisible mais redoutable.
Sur la Terre, on est protégé par notre atmosphère, notre champ magnétique. Mais dans l'espace, même avec des blindages qui d'ailleurs alourdissent considérablement le vaisseau, les astronautes reçoivent des doses de radiation bien supérieur augmentant significativement les risques de cancer, de cataracte, de dommage au système nerveux central. L'absence de gravité ou de microgravité, c'est un poison lent.
La perte de massosseuse et musculaire, les problèmes cardioovasculaires affaiblissent le système immunitaire, provoque des troubles de la vision. On a observé ces effets sur des séjours de quelques mois dans la station spatiale internationale. Alors, imaginez des décennies voire même des siècles.
Il faudrait des systèmes de gravité artificielle comme des centrifuges géantes. Ce qui rajoute au passage une complexité technique et énergétique énorme et la reproduction dans l'espace. Pour l'instant, on n'en sait pas grand-chose, mais les premières études sur les animaux ne sont pas très rassurantes.
Les effets combinés de la microgravité et des radiations sur la fertilité, le développement embryonnaire et la santé des nouveaux neés, c'est une grande inconnue et potentiellement un obstacle rédhibitoire. Mais attendons encore. Admettons qu'on résolve tous ces problèmes, qu'on construise notre arche intercellaire parfaite capable de nous protéger, nous et ses habitants, pendant des millénaires.
Et bien, il reste encore un mur. Un mur fondamental inscrit dans les lois de la physique, le mur de la lumière. La vitesse de la lumière dans le vide, environ 300000 km par seconde est selon la théorie de la relativité d'Instein, une limite infranchissable pour tout objet ayant une masse.
On ne peut pas aller plus vite. Point. Et même s'approcher de cette vitesse est une gageur énergétique et pratique.
Imaginons qu'on veuille atteindre ne serait-ce que 10 % de la vitesse de la lumière, soit 30000 km pare. C'est déjà énorme. Bien.
au-delà de ce que peuvent faire nos propulseurs actuels. L'énergie cinétique nécessaire pour accélérer un vaisseau, même de masse modeste, à cette vitesse est colossale et il faudrait autant d'énergie pour décélérer en arrivant. Et même à ces vitesses modestes, tout est relatif, d'autres problèmes surgissent.
Le milieu interstellaire n'est pas complètement vide. Il y a des graines de poussière, des micrométéorites, des atomes d'hydrogène. À 10 % de la vitesse de la lumière, un grain de poussière de quelques millimètres libérerait une énergie équivalente à l'explosion de plusieurs tonnes de TNT.
Notre vaisseau spatial se transformerait en passoir ou pire serait pulvérisé. Il faudrait des boucliers incroyablement résistants ou des systèmes de déflexion actif dont on n' pas la moindre idée de la conception. La visibilité et la navigation deviennent aussi un cass-têet.
À cause des effets relativistices comme l'abération de la lumière et l'effet d'oplaire, le ciel étoilé devant vous serait complètement déformé et les couleurs changeraient. Les étoiles se concentreraient dans un petit cône lumineux. Comment naviguer avec précision dans ces conditions ?
et la communication. Si vous êtes à mi-chemin de Proxima du Sentor à 2 années lumière de la terre, un simple message mettrait 2 ans à arriver et la réponse 2 ans en plus. 4 ans pour un simple aller-retour d'information.
Toute aide, toute en réel avec la terre est impossible. Vous êtes seul, radicalement seul. Alors, est-ce que vous comprenez ce que je vous disais au début de la vidéo ?
On se heurte à des défis qui ne sont pas seulement technologiques, mais qui touchent aux limites fondamentales de ce que notre biologie peut endurer et de ce que les lois de la physique nous autorisent à faire. Et on a même pas encore parlé des choses vraiment bizarres que la relativité nous réserve si on s'aventure trop près de cette fameuse vitesse limite. Alors, on a vu que même en imaginant des vaisseaux générationnels et des solutions aux problèmes biologiques et de propulsion classique, on se heurte au mur de la lumière et au danger des vitesses subluminiques.
Mais la science-fiction et même certains physiciens théoriciens adorent jouer avec les limites. Et si on pouvait tricher et si on pouvait contourner les lois qui semblent si implacables. C'est là qu'on entre dans le domaine des effets relativistes vraiment bizarres et les concepts de propulsion, disons exotique.
Un des effets les plus connus de la relativité restreinte, c'est la dilatation du temps. En gros, plus vous vous déplacez vite par rapport à un observateur immobile ou moins rapide, plus votre temps semble s'écouler lentement par rapport au sien. C'est contreintuitif, ça défie notre expérience quotidienne, mais c'est une réalité prouvée et mesurée par des expériences avec des horloges atomiques embarquées dans des avions ou des satellites.
Pour le voyage interstellaire, ça pourrait sembler une oben. Si vous pouviez accélérer continuellement à 1 g, ce qui correspond à la gravité sur Terre, vous attendrez des vitesses proches de cell de la lumière assez rapidement. Et là, par magie, la dilatation du temps commence à opérer.
Pour vous à bord du vaisseau, le voyage vers le centre de notre galaxie à 27000 années lumière ne prendrait qu'une vingtaine d'années de votre temps subjectif. Vous pourriez même traverser l'univers observable. C'est-à-dire des milliards d'années de lumière en une vie humaine.
Incroyable non ? Sauf que pendant que vous, le voyageur ne vieillissez que de quelques décennies, des centaines de milliers, voire de millions ou de milliards d'années se sera écoulé sur terre. Vous partez jeune et quand vous revenez, plus rien n'est pareil.
C'est une forme d'immortalité peut-être mais au prix d'une solitude absolue, d'une déconnexion totale avec votre point d'origine. C'est un voyage sans retour vers ce que vous avez connu. Et n'oublions pas l'énergie nécessaire pour atteindre une accélération constante de 1G pendant des années pour enfin atteindre ses vitesses relativistes.
On retombe encore sur les problèmes de propulsion et de carburant, mais à une échelle plus démentielle. Bon, si on peut vraiment pas aller plus vite que la lumière, ni jouer avec le temps sans conséquences radicales, peut-être qu'on peut trouver des raccourcis. C'est là qu'interviennent les concepts les plus fous, ceux qui font briller les yeux de fans de science-fiction.
Les trous de verre ou pont d'Einstein Rosen sont des solutions théoriques aux équations de la relativité générale d'Instein. Ils imagineraient un trou de verre, un raccourci à travers l'espace-temps reliant deux points très distants. Vous entrez d'un côté et vous ressortez instantanément des années lumières plus loin.
Sauf que comme le rappelle Nicolas Pranzos, c'est pour l'instant purement mathématique pour qu'un trou de verre soit traversable et stable. Il faudrait de la matière exotique avec une densité d'énergie négative. Qu'est-ce que c'est ?
Et bien, on en a jamais observé et on ne sait même pas si ça peut exister. La plupart des modèles théoriques suggèrent que de tels trous de verre, s'il se formeraiit naturellement, par exemple à partir de fluctuation quantique primordiale, serait microscopique, instable et s'effondrerait instantanément ou serait rempli de radiation mortelle. On a aucune idée de comment en créer un, ni de comment le maintenir ouvert, ni même comment y survivre.
La propulsion d'Alcubière ou Warpdrive, popularisé par le physicien Miguel Alcubier dans les années 90 est une autre tentative de tricher avec la vitesse de la lumière. L'idée n'est pas de déplacer le vaisseau à travers l'espace plus vite que la lumière, mais de déformer l'espace-temps autour du vaisseau. On contracterait l'espace devant et on dilaterait l'espace derrière.
Le vaisseau lui-même resterait dans cette espèce de bulle d'espace-temps normal et surferait sur cette vague de déformation. Pour les observateurs extérieurs, le vaisseau semblerait se déplacer plus vite que la lumière. Encore une fois, sur le papier, les équations fonctionnent, mais là aussi, il y a un problème.
Ça nécessiterait des quantités astronomiques d'énergie et surtout de la matière à densité d'énergie négative, cette fameuse matière exotique. Et les quantités requises sont pharamineuses, de l'ordre de la masse de Jupiter converti en énergie négative. Sans parler d'autres problèmes théoriques comme le fait que le pilote à l'intérieur de la bulle ne pourrait pas la contrôler ou arriver à destination pourrait libérer des quantités d'énergie destructrices.
Ce sont de belles équations, des exercices intellectuels fascinants pour les physiciens. Mais pour l'instant, ça relève plus de la magie que de la science appliquée. On est très très loin de pouvoir, ne serait-ce qu'envisager de tester ces concepts.
Or, est-ce que ça veut dire qu'il faut abandonner tout espoir, que la science ne trouvera jamais de nouvelles lois, de nouvelles astuces pour déjouer ces limitations ? Bien, peut-être pas, mais il faut être réaliste. Et le réalisme aujourd'hui, c'est que les étoiles sont incroyablement loin, que les moyens d'y aller sont au mieux extraordinairement difficiles, au pire fondamentalement impossible avec notre compréhension actuelle de l'univers.
Alors, où est-ce que tout ça nous mène ? Est-ce qu'on doit jeter l'éponge, ranger nos rêves de conquête spatial au placard et se résigner à rester cloué sur notre petite planète bleue pour l'éternité ? Ce serait un peu triste et ce n'est pas tout à fait ce que je veux dire.
Le verdict ou du moins le verdict provisoire basé sur ce que nous savons aujourd'hui, c'est que le voyage interstellaire, tel que on se l'imagine dans la science-fiction avec des humains traversant la galaxie en quelques années, voire quelques décennies semble relever de l'imaginaire. Les distances sont trop grandes, les énergies requises sont trop colossales, les temps de trajet sont trop longs, les dangers trop nombreux et les lois de la physique tel que nous les comprenons, sont particulièrement têtues. Ce qui est problématique aujourd'hui risque de l'être pendant très très longtemps et peut-être même pour toujours.
Mais attention, je dis pas que nos descendants ne feront jamais de découvertes révolutionnaires, qu'ils ne trouveront jamais de nouvelles physiques, de nouvelles astuces pour contourner ces obstacles qui nous paraissent insurmontables. L'histoire des sciences est pleine de surprises, de révolutions qui ont transformé ce qui semblait impossible en réalité. On a appris à voler alors qu'on a pas d'ail.
On a appris à maîtriser l'électricité. On a pris à marcher sur la Lune. Cependant, il y a une différence fondamentale entre surmonter des défis technologiques, aussi complexe soit-il, et transgresser les lois fondamentales de l'univers.
La vitesse de la lumière comme limite, la conservation de l'énergie, les contraintes de la thermodynamique. Ce ne sont pas des suggestions, ce sont les règles du jeu. baser nos espoirs sur l'exploration interstellaire, sur une future révolution scientifique qu'on ne peut même pas imaginer aujourd'hui.
C'est un petit peu comme acheter un ticket de l'auto en espérant devenir milliardaire pour rembourser ses dettes. C'est possible mais ce n'est pas vraiment un plan. Et c'est là que paradoxalement cette quasi impossibilité de quitter notre berceau peut radicalement changer notre regard sur notre propre planète.
Si on réalise à quel point il est difficile voire impossible de s'échapper, alors la Terre nous apparaît plus comme une simple étape, plus comme une simple ressource à exploiter avant de passer à la suivante. Une sorte de planète starter avant de coloniser la galaxie. Non, elle devient ce qu'elle a toujours été mais qu'on a peut-être oublié.
Un nylot. Un nyoot incroyablement précieux. Une oasis de vie foisonnante et complexe dans un désert cosmique d'une immensité et d'une hostilité qui dépasse l'entendement.
Comprendre à quel point il est difficile de partir, ça nous force à regarder notre planète différemment. Ce n'est plus une prison, mais notre unique maison. Peut-être que le plus grand voyage, le plus grand défi de l'humanité n'est pas d'aller en haut dans les étoiles lointaines.
Peut-être que c'est de réussir à vivre ensemble sur ce petit caillou bleu perdu dans l'immensité. Et au fond, c'est peut-être ça la véritable conquête.
