Limite finale du système solaire

1987/08/01 Etxeberria, E. Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Astronomia

Mais Pioneer 10 ne fonctionne pas uniquement sur les vols interstellaires. Il a rejoint trois autres bateaux déjà dirigés vers les étoiles (Pioneer 11, Voyager 1 et Voyager 2). Ce sont des véhicules anciens; peupliers et non équipés pour de longs voyages. Cependant, ils seront les premiers bateaux à quitter le système solaire.

Ces quatre vaisseaux spatiaux nous offrent une version pauvre de l'homme au sujet des voyages interstellaires. La prochaine étape dans l'avancement des vols spatiaux sera une proposition beaucoup plus grande et coûteuse: envoyer l'homme aux étoiles. Mais les questions de base sont: Peut-on obtenir des voyages interstellaires à grande vitesse pour les humains ? Quelles sont les conséquences ? Quelles barrières technologiques et physiques faut-il surmonter ? Pour répondre à ces questions, il est indispensable de nous plonger dans le cadre des faits scientifiques et de la science-fiction.

Vers l'héliopause

Pioneer 10, première sonde envoyée vers Jupiter, a été lancée en mars 1972. Vingt mois plus tard, le navire a envoyé beaucoup de données à 131.000 kilomètres de la planète géante. Pioneer 10 a continué son vol hors du système solaire en traversant l'orbite de Neptune (à 4.5 milliards de kilomètres du soleil) en ce jour historique de juin 1983.

Le jumeau du Pioneer 10, Pioner 11, est sorti en avril 1973 et en décembre 1974 est arrivé à Jupiter. Suivant un chemin différent, Pioneer 11 est passé à 43 000 kilomètres des plus hauts brumes de Jupiter et a reçu le soutien gravitationnel de la planète géante, en dirigeant le bateau vers Saturne.

Les deux navires Voyager (Voyager 2 en août 1977 et Voyager 1 en septembre 1977) ont été lancés. Ces deux embarcations entrèrent dans la zone de gravité de Jupiter et, en augmentant la vitesse, continuèrent vers Saturne. Voyager 1 a terminé son voyage ici et Voyager 2, en 1989, est prêt à atteindre Neptune.

En tant que premier spectateur des mystérieux géants gazeux, ces quatre robots ne pouvaient pas être plus réussis.

Premièrement, nous devons différencier l'espace interplanétaire de l'espace interstellaire. L'effet gravitationnel final du soleil marque-t-il la limite de l'espace interstellaire ?

Des simulations récentes d'ordinateur montrent que le soleil est capable d'attirer des objets situés à 80.000 ou 100.000 unités astronomiques ou 0.5 parsec. Cette distance est un tiers du flacon qui se trouve à l'étoile la plus proche.

La gravité est une force qui diminue progressivement et ne finit jamais. Une définition plus significative de la limite exacte du système solaire peut être obtenue en analysant le comportement du vent solaire, c'est-à-dire l'émission de particules chargées provenant du soleil.

Dans l'étoilé, à un point de l'espace, la pression du gaz doit provoquer la stagnation de ce vent solaire. Par conséquent, il doit y avoir une zone (hélium) qui est équilibreur lorsque les particules du vent solaire se heurtent au gaz interstellaire. En théorie, ce choc émettra des ondes radio à basse fréquence qui peuvent être détectées par les vaisseaux spatiaux Pioneer et Voyager.

L'héliopause ne serait pas totalement circulaire, car les gaz interstellaires qui coulent autour de lui donneraient forme de poires. La sonde Pioneer 10 traverse la queue de la crème glacée et peut ne pas atteindre sa limite avant la fin de son approvisionnement énergétique vers 1995. Il est actuellement dédié à environ 37 unités astronomiques et les données qu'il envoie indiquent si l'héliopause est à 65 unités astronomiques du soleil.

Mais le message qui vient de Voyager est différent. On a déjà commencé à recevoir des signaux radio faibles provenant de la zone d'hélium, atteignant jusqu'à 2-3 kilohertz. Il peut arriver que ces signaux aient une origine totalement différente, comme par exemple une source de radio galactique qui n'a jamais été trouvée jusqu'ici. Mais comme les vaisseaux Voyager s'éloignent, les signaux se renforcent et si la raison est une héliopause, c'est ce que nous attendions.

Étant donné que la densité du vent solaire diminue uniformément avec la distance, les signaux de Voyager indiquent que l'héliopause est située à 46 unités astronomiques (direction à laquelle vont les Voyagers) du soleil. Si cette analyse est correcte, le bateau qui atteindra la limite de l'hélium et traversera l'espace interstellaire ne sera pas le plus éloigné, le Pioneer 10. Il s'agit d'une sonde Voyager 1, qui depuis plus de six ans s'élève en formant un angle aigu hors du plan du système solaire.

Trouver une héliopause serait une avancée majeure, mais l'un de ces vaisseaux spatiaux durera-t-il si longtemps sans s'arrêter ? La réponse dépend des générateurs thermoélectriques par radio-isotopes des bateaux. En favorisant la désintégration du Plutonium-238, les générateurs de Pioneer devraient rester jusqu'au milieu des années 1990 et ceux de Voyager jusqu'en 2012-2019. Pour l'année 2012 les deux Voyagers auront 100 unités astronomiques dépassées et auront probablement une héliopause croisée.

Où tout cela nous mène-t-il ?

Les premiers vaisseaux spatiaux destinés aux étoiles humaines ne sont que des sondes interplanétaires fuites. Par conséquent, combien nous manque-t-on pour la première fois pour construire un véritable vaisseau interstellaire ? Le voyage interstellaire n'est pas seulement une prolongation du voyage interplanétaire. Ce type de mission scientifique élaborée présente des différences qualitatives par rapport à celle réalisée à ce jour. La raison en est l'amplitude de l'espace interstellaire.

Le nain rouge Proxima Centauri se trouve à 1.3 parsec (40 trillions de kilomètres) et fait partie du système triple étoile Alpha Centauri. L'Alpha Centauri A lui-même est une étoile en forme de soleil avec l'Alpha Centauri B (un peu plus faible, plus froid et plus grand que l'Alpha Centauri) à proximité.

Dans quatre parsec nous avons deux dizaines d'étoiles de plus, la plupart d'entre eux nains rouges. L'étoile la plus brillante est Sirius A; une étoile rouge et blanche, accompagnée d'un nain blanc nommé Siruis B. En plus des étoiles Sirius, dans le rayon de 4 parsec, nous avons deux autres étoiles: Procyon A et Alpha Centauri A, plus lumineux que le soleil.

Cependant, dans notre petit coin de la galaxie il y a beaucoup d'étoiles intéressantes: naines rouges et txuris, étoiles garides, doubles et triples, de la classe G, de la classe F, et étoiles de la classe A, étoiles de la classe A, ce sous-indien semblable à la cuisson et quelques oranges et amis planétaires. D'autres étoiles qui sont le dernier événement. Ce dernier jalon est très important, car une fois dans l'espace interstellaire, probablement un de nos objectifs est de chercher de nouveaux mondes et civilisations, non seulement de mieux connaître les étoiles.

Mais nous retrouvons l'ancien problème de la distance. La vitesse la plus élevée atteinte à ce jour par un vaisseau spatial est de 51.800 kilomètres par heure, le cas du Pioneer 10. Ce serait bien d'aller à des planètes voisines mais pas pour des voyages interstellaires. Avec une vitesse de déplacement finale d'environ 40.000 kilomètres par heure, le Pioneer 10 prendra plus de 78.000 ans à parcourir un simple parsec!

Avec l'aide de la gravité que peut avoir une grande planète comme Jupiter en utilisant des fusées chimiques conventionnelles, nous pouvons facilement prévoir que la vitesse est dix fois plus rapide. Cependant, aller à l'étoile la plus proche suppose plus de 10.000 ans. Ce qui est clair, c'est que les vitesses adéquates au système solaire ne sont pas valables pour les voyages interstellaires. Nous avons besoin d'une toute nouvelle forme de propulsion.

Projet Daedalus

Le projet Daedalus est unique: Une naine rouge à l'étoile de Bernard dans le parsec -1.8 est conçue pour atteindre une génération, explorer le système stellaire et envoyer des informations sur Terre.

La capacité de propulsion de la Marine Daedalus nécessaire pour réaliser ce projet est possible grâce à un processus déjà connu dans les Ministres de la Défense de la Terre, la fusion nucléaire. Mais la difficulté est: Daedalus fonctionnera en utilisant la fusion du deutérium et de l'hélium-3. Le second, l'isotope de l'hélium, est très rare sur notre planète. La collecte des 30.000 tonnes nécessaires pour actionner Daedalus nécessite l'utilisation d'une source plus riche, située à environ 800 millions de kilomètres de la surface froide, étrange et terrible de Jupiter.

Après vingt ans d'effort et le projet d'ingénierie le plus complexe jamais réalisé, Daedalus se rend à Jupiter pour fournir du carburant. C'est ainsi que commence le projet de Bernard vers Hisser.

Le moteur principal sera allumé. A partir de maintenant, il va tirer deux cent cinquante fois par seconde et une pilule à l'hélium-3 crème glacée au géant grenier portant le bateau à l'arrière. Chacune de ces pilules rencontrera des électrons à haute vitesse à décharge fermée, qui sont capables de produire des réactions de fusion entre deutérium et hélium-3. L'explosion de plusieurs tonnes de TNT entraînera les produits de fusion à sortir avec force de la caméra moteur et donner une énorme impulsion à Daedalus.

Les moteurs ne s'arrêteront pas après quelques minutes d'effort, mais resteront en service pendant plus de deux ans, accélérant le navire jusqu'à 7 pour cent de la vitesse de lumière (ou 21 000 kilomètres par seconde). Puis la première plate-forme lourde du Daedalus tombe et la seconde est lancée. Le navire atteindra une vitesse de jusqu'à douze pour cent de la vitesse de la lumière dans les vingt mois suivants. Enfin, la deuxième plate-forme s'effondre et Daedalus continuera à parcourir 36.000 kilomètres par seconde pendant 47 ans. À la fin de cette saison, le bateau arrivera à l'Etoile de Bernard et entrera dans la phase la plus importante de son voyage.

En étirant les télescopes et en envoyant des sondes robots sur les mondes intéressants qu'il rencontre, Daedalus collectera des données riches sur le système stellaire de Bernard. Les données qui peuvent être recueillies par les humains seront analysées en utilisant un ordinateur programmé avec prévision et intelligence artificielle. Toujours dans la huitième partie de la vitesse de la lumière, il enverra sur Terre ses analyses traitées et élaborées. Près de soixante ans après le décollage de leur principal moteur, les contrôleurs de voyages terrestres (ou leurs enfants et petits-enfants, ou plutôt) pourront voir ce que Daedalus a découvert.

Tout cela, bien sûr, ne sera pas exactement comme ça. Le projet Daedalus est juste un design; XX. Juste une vision des voyages interstellaires de l'avenir depuis le XXe siècle. La valeur de ce plan est de voir qu'il est possible de faire des vols vers les étoiles en utilisant ce qui n'est pas si loin de la technologie actuelle. Pour commencer, aux voyages aux étoiles les plus proches, qui dureront moins longtemps que la vie humaine, nous pouvons envoyer des bateaux de robots.