Nous connaissons les fusées, ces explosions contrôlées qui transportent des cargaisons et des humains fragiles dans l’espace. Mais y a-t-il des moyens non-fusées pour arriver dans l'espace?
Vous voulez aller dans l'espace? Obtenez une fusée. Rien d'autre jamais inventé ne peut libérer les énormes quantités d'énergie de manière contrôlée pour vous mettre en orbite.
Tout se résume à la vitesse. En ce moment, vous êtes immobile sur la Terre. Si vous sautez, vous reviendrez là où vous avez commencé. Mais si vous aviez une vitesse latérale de 10 mètres / seconde et que vous sautiez, vous atterririez à quelques mètres… douloureusement. Et si vous vous déplaciez de 7 800 mètres par seconde sur le côté - et que vous étiez à quelques centaines de kilomètres - vous seriez juste en orbite autour de la Terre.
Gagner ce genre de vitesse prend des fusées. Ces tubes solaires magiques sont incroyablement chers, inefficaces et à usage unique. Imaginez si vous deviez acheter une nouvelle voiture pour chaque trajet. Le simple fait de faire sauter un seul kilogramme en orbite coûte généralement environ 10 000 $. Lorsque vous achetez un voyage dans l'espace, seulement quelques centaines de k vont au gaz. Ces millions de dollars vont principalement au coût de la fusée que vous allez lancer sur le trottoir une fois que vous en aurez fini.
SpaceX est l'une des sociétés de fusées les plus innovantes du marché. Ils imaginent des moyens de réutiliser autant de fusée que possible, réduisant ces coûts de lancement embêtants, qui ruinent ce qui devrait autrement être un voyage de routine vers la Lune. Peut-être qu'à l'avenir, les roquettes pourraient être utilisées des centaines voire des milliers de fois, comme votre voiture ou des avions de ligne commerciaux.
Est-ce le mieux que nous puissions faire? Ne pouvons-nous pas simplement abandonner les fusées? Pour passer du sol à l'orbite, vous devez gagner 7 800 mètres par seconde de vitesse. Une fusée vous donne cette vitesse grâce à une accélération constante, mais pourriez-vous fournir ce genre de vitesse en un seul coup de pied?
Que diriez-vous d'un énorme pistolet et de simplement tirer des objets en orbite? Vous devez communiquer instantanément une vitesse énorme au véhicule. Cela crée des milliers de fois la force de gravité sur les passagers. Toute personne à bord se transforme en un fin revêtement rouge réparti uniformément à l'intérieur de l'habitacle. Vous ne pouvez vous en sortir que quelques fois avant que vos passagers de cobayes deviennent sages.
"Steward, il y a des éclats d'os dans mon champagne!"
Si vous étendez la longueur du canon du canon sur plusieurs kilomètres, vous pouvez atténuer la force d'accélération que les humains peuvent réellement supporter. C'est l'idée proposée par Startram. Ils cherchent à construire une piste le long d'une montagne et à utiliser l'électromagnétisme pour pousser un traîneau jusqu'à la vitesse orbitale.
Cela peut sembler tiré par les cheveux, mais de nombreux pays utilisent la technologie maglev avec des trains et battent des records de vitesse à travers le monde. Les Japonais ont récemment poussé un train à grande vitesse à 603 kilomètres à l'heure. Cette première version de Startram coûterait 20 milliards de dollars, et les forces formidables ne fonctionneraient que pour toute cargaison livrée dans un état non vivant, malgré son origine.
Encore plus chère est la version avec une piste de 1500 kilomètres, capable de répartir l'accélération sur une plus longue période et de permettre aux humains de voler dans l'espace, en arrivant en toute sécurité dans leur configuration «non collante» d'origine.
Il y a quelques obstacles techniques minuscules. Comme une piste à 20 kilomètres d'altitude où des projectiles sortent de la bouche et de l'atmosphère de ventilation pour empêcher l'onde de choc qui déchirerait toute la structure.
Si cela peut fonctionner, nous pourrions réduire les coûts de lancement à 50 $ / kilogramme. Cela signifie qu'un voyage à la Station spatiale internationale pourrait coûter 5 000 $.
Une autre idée serait, sans surprise, les lasers. Je sais que ça sonne comme si j'inventais ça. Les lasers peuvent résoudre tous les problèmes futurs. Ils pourraient suivre et dynamiter les lanceurs avec un revêtement spécial qui se vaporise en gaz lorsqu'il est chauffé. Cela générerait une poussée comme une fusée, mais le véhicule devrait transporter une fraction de la masse de carburant traditionnel.
Vous n'avez même pas besoin de frapper la fusée elle-même pour créer une poussée. Un laser pourrait surchauffer l'air juste derrière le lanceur pour créer une petite onde de choc et générer une poussée. Cette technologie a été démontrée avec le prototype Lightcraft.
Et les ballons? Il est maintenant possible de lancer des ballons qui pourraient atteindre une altitude si élevée qu’ils sont au-dessus de 90% de l’atmosphère terrestre. Cela réduit considérablement la quantité de traînée atmosphérique dont les fusées auraient besoin pour terminer le voyage dans l'espace.
Le pionnier de la colonisation spatiale, Gerard K. O’Neill, a imaginé un port spatial basé sur des ballons flottant au bord de l’espace. Les astronautes quitteraient le port spatial et auraient besoin de moins de poussée pour atteindre l'orbite.
Nous avons également évoqué l’idée d’un ascenseur spatial. Étirer un câble de la Terre jusqu'à l'orbite géostationnaire et transporter des charges utiles de cette façon. Il y a d'énormes obstacles à développer une telle technologie. Il pourrait même ne pas y avoir de matériaux suffisamment solides dans l'Univers pour soutenir les forces.
Mais un ascenseur spatial complet pourrait ne pas être nécessaire. Il pourrait être possible d'utiliser des attaches tournant au bord de l'espace, qui transfèrent l'élan aux vaisseaux spatiaux, les élevant pas à pas à une vitesse plus élevée et finalement en orbite. Ces attaches perdent de la vitesse à chaque assistance, mais elles pourraient avoir un autre système de propulsion, comme un entraînement ionique, pour restaurer leur vitesse orbitale.
Les futures méthodes d'accès à l'espace seront une combinaison de certaines ou de toutes ces idées avec des fusées traditionnelles et réutilisables. Des ballons et des systèmes de lancement aérien pour réduire la traînée de la fusée, une accélération électromagnétique pour réduire la quantité de carburant nécessaire et des lasers au sol pour fournir de la puissance et une poussée supplémentaire et des bruits de banc. Peut-être avec une série d'attaches transportant des charges utiles sur des orbites de plus en plus hautes.
Il est bon de savoir que les ingénieurs travaillent sur de nouvelles et meilleures façons d'accéder à l'espace. Les fusées ont rendu possible l'exploration spatiale, mais il existe une gamme de technologies que nous pouvons utiliser pour réduire les coûts de lancement et ouvrir de nouvelles perspectives d'exploration et de colonisation spatiales. J'ai hâte de voir ce qui se passera ensuite.
Quelles méthodes alternatives pour vous rendre dans l'espace vous passionnent le plus? Faites-nous part de vos réflexions dans les commentaires ci-dessous.
