Vous prendrez bien l’ascenseur pour aller dans l’espace ?

Rédigé le 9 décembre 2014 par | Nouvelles technologies Imprimer

Peut-être vous en rappelez-vous : il y a 44 ans, nous avons envoyé le premier homme sur la Lune. Cet évènement est toujours considéré comme l’une des plus belles réussites technologiques de l’Histoire humaine… L’effort a été lancé par le président Kennedy en 1961 pour finalement se concrétiser en 1969. Même si les discours autour du projet avaient trait à la science et aux possibilités offertes à l’Homme, il y a toujours eu une note très claire de défense militaire associée à ce programme. La Lune, après tout, est un bon endroit où se poser si l’on souhaite être en position de supériorité…

D’une manière générale, je ne suis pas un fervent partisan des grands projets scientifiques financés par l’Etat… Mais le projet Apollo de la NASA est en haut de la liste des exceptions à cette règle. Il a également crée des vocations d’ingénieurs et de scientifiques chez beaucoup d’enfants de cette génération. Un grand nombre des technologies de pointe de cette époque, y compris les sciences informatiques, les semi-conducteurs et Internet ont été aidés par le projet Apollo, des technologies qui ont ensuite joué un rôle immense dans l’économie mondiale.

Malheureusement, le projet Apollo en tant que tel est bel et bien mort, et ce à plusieurs niveau. La plupart des gens, à l’époque, étaient certains que nous allions «implanter l’humanité» en dehors des limites de notre propre planète. Presque 39 ans se sont écoulés depuis la dernière fois que des humains ont posé le pied sur le corps céleste le plus proche de la Terre. La NASA est tombée dans beaucoup des pièges qui affligent les bureaucraties gouvernementales et les efforts privés pour tirer profit des vols spatiaux ont été traités avec la plus grande circonspection.

Mais les choses semblent enfin changer.

Plusieurs entreprises privées vendent des billets pour les étoiles. La plus connue, c’est le partenariat entre Richard Branson, patron de Virgin, et l’extraordinaire créateur Burt Rutan. Si le programme spatial du milieu du xxe siècle était basé sur une convergence des avancées technologiques des matériaux et de la conception, le tourisme spatial de nos jours dépend lui aussi de nouveaux matériaux.

Les technologies spatiales de l’avenir utiliseront de plus en plus des méthodes de pointe utilisant des nanomatériaux. La nanotechnologie permet la création de concepts plus légers, plus résistants et plus intelligents. Nous pourrons ainsi résoudre le problème du poids, l’un des principaux soucis en termes de développement spatial privé.

Les nanomatériaux intelligents ouvrent la voie vers des vaisseaux spatiaux autoréparables. Les composants électroniques à échelle nano ont prouvé que leur résistance aux radiations était meilleure que celle de leurs homologues conventionnels. Les composants microélectromécaniques (MEMS) fourniront bientôt des techniques moins coûteuses et plus efficaces pour propulser des vaisseaux spatiaux que toutes les technologies dont nous disposons actuellement.

Il y a une nanotechnologie, cependant, qui pourrait vraiment révolutionner le voyage dans l’espace. Même si le concept semble aux premiers abords tout droit sorti d’un roman de science-fiction, beaucoup de scientifiques respectés le prennent très au sérieux. Je vous parle ici de l’ascenseur de l’espace. Ne riez pas, c’est très sérieux.

Les nanomatériaux intelligents ouvrent la voie vers des vaisseaux spatiaux autoréparables.
Les composants électroniques à échelle nano ont prouvé que leur résistance aux radiations était meilleure que celle de leurs homologues conventionnels

L’ascenseur de l’espace, c’est un concept très simple. On commence avec un satellite en orbite géosynchrone (stationnaire par rapport à la Terre). Ensuite, on tend une amarre entre ce satellite et la surface de la Terre. Un autre câble est tendu dans l’espace, auquel on attache un contrepoids. La force centripète provoquée par le poids en rotation permet de maintenir les câbles tendus. C’est le même type de phénomène physique que celui que vous observez quand vous faites tourner au seau d’eau grâce à une corde au-dessus de votre tête.

Pour faire en sorte que ce système devienne productif et profitable, il suffit ensuite de faire circuler des cargaisons le long de cette corde, à l’aide de contrepoids.ascenseur de l'espace

Les satellites géosynchrones, bien entendu, sont faciles à mettre en place. La vitesse orbitale du satellite doit correspondre à la rotation terrestre, pour que le satellite se maintienne stationnaire par rapport à nous, en surface. Nous en avons une certaine quantité déjà en place à l’heure actuelle. En réalité, notre système de communication mondial en dépend. Il faut se rappeler que lorsqu’Arthur C. Clarke – le romancier de science-fiction qui a notamment écrit 2001 : l’Odyssée de l’espace, réalisé par la suite par le grand Stanley Kubrick – a parlé pour la première fois de ce satellite géostationnaire en 1945. A l’époque, sa proposition avait été accueillie par des moqueries et une incrédulité générale.

Le concept d’ascenseur de l’espace est plus vieux encore. Le scientifique en aérospatiale russe Konstantin Tsiolkovsky a décrit cette idée dès 1895. Arthur C. Clarke l’a prise au sérieux et inclus dans ses romans. La raison pour laquelle nous n’avons pas encore construit un tel ascenseur, c’est simplement parce que nous n’avions pas à notre disposition de matériau suffisamment résistant et suffisamment léger pour construire les câbles. On estime que la force de traction nécessaire devrait être d’environs 180 fois celle de nos aciers les plus résistants.

Mais désormais, il y a bien un matériau qui pourrait fournir le rapport force/poids nécessaire : les nanotubes de carbone. Des nanotubes de carbone dont la force s’approche de celle nécessaire à la mise au point d’un ascenseur de l’espace ont déjà été construits. Les matériaux sont constamment en cours d’amélioration. Les chercheurs trouvent de nouvelles manières de faire pousser ces tubes, qui deviennent de plus en plus longs. Une fois que nous serons capables de fabriquer des tubes suffisamment longs, nous pourrons les tisser pour en faire une amarre capable d’être utilisée pour ce type d’application.

Un ascenseur de l’espace fonctionnel permettrait d’abaisser le coût de la mise sur orbite, qui ne serait que d’une fraction de ce qu’il est aujourd’hui. La partie la plus compliquée du voyage spatial aujourd’hui, et de loin, c’est le fait de dépasser l’atmosphère terrestre. Un lancement coûte aujourd’hui autour de 20 000 $ par kilo pour les fusées russes, qui sont l’option la moins coûteuse. On estime qu’un ascenseur de l’espace pourrait permettre d’abaisser ce prix autour des 1 000$/kg, voire les 200 $/kg !

Si nous parvenons à construire un tel engin, le voyage spatial, actuellement réservé aux gouvernements les plus riches, aux grandes entreprises et aux touristes milliardaires, deviendra accessible à tous ou presque. L’ascenseur de l’espace permettrait d’obtenir l’infrastructure nécessaire à un accès peu coûteux. La commercialisation de l’espace ferait un pas de géant. Si les chercheurs parviennent à prouver qu’il s’agit d’une technologie fonctionnelle, l’ascenseur de l’espace serait l’équivalent, pour le XXe siècle, du premier chemin de fer transcontinental des Etats-Unis, qui a ouvert la voie vers la conquête de l’Ouest. En termes d’expansion des frontières humaines, ce serait une véritable révolution. A mesure que les technologies à base de nanotubes de carbone s’améliorent, c’est un domaine qu’il faudra continuer de surveiller.

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