10 solutions proposées aux problèmes de voyage interstellaire

Actuellement, les voyages interstellaires et la colonisation sont plutôt improbables. Les lois fondamentales de la physique suggèrent que cela ne peut tout simplement pas être fait et pour beaucoup de gens, cela signifie que cela ne sera jamais fait. Ces gens ne sont pas amusants. D'autres sont plus idéalistes, cherchant des moyens de casser les lois de la physique (ou au moins de trouver une échappatoire) qui nous permettront de voyager vers des étoiles lointaines et d'explorer de nouveaux mondes.

10 Alcubierre Warp Drive

Tout ce qui est appelé «lecteur de chaîne» pourrait sembler plus à l'aise chez Star Trek que dans la NASA. Néanmoins, l'Alcubierre Warp Drive est une idée selon laquelle ils proposent une solution (ou du moins le début d'une solution) pour surmonter les restrictions de l'univers lorsqu'il s'agit de passer à la vitesse supérieure à la lumière.

Les bases de l'idée sont assez simples, et la NASA utilise l'exemple d'une passerelle mobile pour l'expliquer. Même si une personne ne peut marcher aussi vite que sur un trottoir roulant, la vitesse combinée de la personne et du trottoir signifie qu’elle arrive à la fin plus rapidement qu’elle ne le ferait seule. La passerelle est le lecteur de chaîne, se déplaçant dans l'espace-temps à l'intérieur d'une sorte de bulle d'expansion. Devant le lecteur de chaîne, l'espace-temps est contracté. Derrière, il est élargi. Cela devrait, en théorie, permettre au lecteur de déplacer tout ce qui est dedans plus rapidement que la vitesse de la lumière. L'un des principes clés, celui de l'expansion de l'espace-temps, a déjà été exploré comme ce qui a permis à l'univers de se développer aussi rapidement dans les instants qui ont suivi le Big Bang. Par conséquent, en théorie, cela devrait être faisable.

Plus complexe est la création du lecteur de chaîne lui-même, qui selon la NASA nécessiterait une énorme poche d’énergie négative autour de l’engin. Ils ne savent pas si c'est possible ou non. (Leur réponse finale sur le sujet fut retentissante: «Je ne sais pas… peut-être?») En outre, manipuler l'espace-temps vous force à poser des questions encore plus délicates sur les voyages dans le temps, sur l'alimentation de la bulle d'énergie négative et sur la façon de l'activer. Et hors.

L'idée a été imaginée par le physicien Miguel Alcubierre, qui a également expliqué que les capacités du lecteur de chaîne de distorsion ressemblaient un peu à celle de sauter d'une vague à une autre dans l'espace-temps plutôt que de parcourir un long chemin. Techniquement, cela ne violerait pas les lois du déplacement plus rapide que la lumière, et il a même fait le calcul pour soutenir la théorie.

9 L'Internet interstellaire

C’est déjà assez grave lorsque vous êtes perdu sur Terre et que vous ne pouvez pas charger Google Maps sur votre smartphone. Les voyages interstellaires seraient pires et présenteraient toutes sortes d'autres problèmes de communication. Sortir n’est que la première étape, et les scientifiques se penchent sur ce qui va se passer lorsque nos sondes habitées et non surveillées ont besoin d’un moyen de renvoyer un message sur Terre.

En 2008, la NASA a effectué les premiers tests réussis sur une version interstellaire d'Internet. Le projet a débuté en 1998 sous la forme d'un partenariat entre le Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA et Google. Dix ans plus tard, ils disposaient d’un système appelé réseau DTN (Disruption-Tolerant Networking), qui leur permettait d’envoyer des images à un vaisseau spatial situé à 20 millions de kilomètres de distance.

La technologie devait être en mesure de gérer les longs retards et les perturbations des transmissions, de sorte qu'elle puisse continuer à transiter même lorsque le signal est interrompu pendant 20 minutes maximum. Il peut traverser, contourner ou dépasser tout, des éruptions solaires aux tempêtes solaires, en passant par des planètes embêtantes qui gênent la transmission sans perdre aucune des informations qu'il envoie.

Selon Vint Cerf, l'un des fondateurs de notre Internet Earthbound et pionnier d'un réseau interstellaire, le système DTN résout tous les problèmes rencontrés par le protocole TCIP / IP traditionnel lorsqu'il traite des distances impliquées dans les déplacements interplanétaires. Avec TCIP / IP, effectuer une recherche Google sur Mars prendrait si longtemps que les résultats auraient changé au moment de leur retour et qu’ils ne seraient de toute façon qu’un paquet confus de paquets d’informations cassés. Avec DTN, ils ont ajouté quelque chose d'assez sauvage: la possibilité d'attribuer différents noms de domaine à différentes planètes et de choisir la planète vers laquelle vous souhaitez acheminer vos recherches sur Internet et votre trafic.

Alors, qu'en est-il d'aller au-delà des planètes que nous connaissons déjà? Scientifique américain suggère qu'il pourrait exister un moyen, bien que extrêmement coûteux et fastidieux, de créer un Internet atteignant l'Alpha Centauri. En lançant une série de sondes de von Neumann à auto-réplication (nous en parlerons plus tard), il est possible de créer une longue chaîne de stations relais, pouvant envoyer des informations sous forme de lettre interstellaire. Le signal mis au point dans notre propre système rebondirait entre les sondes et finalement sur Terre ou, selon la direction, sur Alpha Centauri. Certes, il faudra beaucoup de sondes, chacune coûtant des milliards de dollars à construire et à lancer. Bien sûr, étant donné que les sondes les plus éloignées n’atteindraient pas leur objectif avant des milliers d’années, nous aurions le temps d’économiser de l’argent et d’améliorer sans doute la technologie en abaissant le prix.

8 Colonisation de l'espace embryonnaire

L'un des gros problèmes des voyages interstellaires, et finalement de la colonisation, est le temps qu'il nous faudra pour aller n'importe où, même avec des jouets géniaux comme des disques de chaîne proposés. Le simple fait d'amener un groupe de colons à leur destination pose de nouveaux problèmes et l'un des plans proposés pour créer un groupe de colons compétents consiste à envoyer des navires non équipés en équipage complet, mais plutôt des navires à embryons embryonnés. Une fois que le navire aura atteint une distance appropriée de sa destination, les embryons congelés commenceront à se développer. Ils finissent par devenir des enfants élevés sur le navire et, lorsqu'ils atteignent enfin leur destination, ils sont capables de s'installer dans une nouvelle civilisation.

Ceci, bien sûr, a toute une série d'autres problèmes, tels que qui ou qui va faire la levée. Les robots peuvent être utilisés pour élever les enfants, ce qui soulève des questions fascinantes sur ce que seraient des êtres humains élevés entièrement par des robots. Les robots pourraient-ils comprendre ce dont un enfant a besoin pour grandir et s'épanouir? Pourraient-ils comprendre les punitions, les récompenses et les émotions humaines? En outre, l'idée repose sur l'idée de savoir comment conserver les embryons congelés non endommagés pendant des centaines d'années et comment les cultiver dans un environnement artificiel. Nous avons cependant réussi cela avec les requins, de sorte que nous pourrions ne pas être trop en retard dans le grand schéma des choses.

Une solution proposée pour contourner le prétendu problème de la nounou robot consiste à créer une combinaison d'un navire semencier et d'un navire dormeur, dans laquelle les adultes sont maintenus dans une sorte d'animation suspendue, réveillés lorsque nécessaire pour aider à élever les enfants. né du navire de semences. Une série d’années d’élevage ponctuées d’un retour en hibernation pourrait, en théorie, aboutir à une population stable. Un lot d'embryons soigneusement établi assurerait une diversité génétique suffisante pour maintenir la population dans des conditions plus ou moins normales après l'établissement d'une nouvelle colonie. Un autre lot d'embryons serait également inclus dans le navire de distribution de semences, qui serait ensuite utilisé pour imprégner la première génération de femmes de la colonie, ce qui diversifierait davantage le stock de gènes.

7 vaisseau spatial à réplication automatique

Tout ce que nous construisons et envoyons dans l’espace posera évidemment des problèmes, et faire en sorte que des objets qui durent des millions de kilomètres sans s’épuiser ou s’écrouler semble être un obstacle assez impossible, mais la réponse pourrait être tombée sur des décennies depuis. Dans les années 1940, le physicien John von Neumann a proposé une technologie mécanique qui pourrait se reproduire. Même s'il n'a pas appliqué l'idée aux voyages interstellaires, ceux qui l'ont suivi ont commencé à regarder de cette façon. Les sondes de von Neumann obtenues pourraient, en théorie, être utilisées pour explorer de vastes territoires interstellaires. Selon certains chercheurs, l'idée que nous sommes les premiers à penser à cette idée nous est non seulement pompeuse, mais plutôt improbable.

Des chercheurs de l’Université d’Édimbourg ont publié des résultats dans Journal international d'astrobiologie, explorez non pas comment nous pourrions utiliser cette technologie en plein essor pour notre propre exploration, mais plutôt la probabilité que quelqu'un d'autre ait déjà fait exactement cela. S'appuyant sur des calculs antérieurs qui estimaient jusqu'où les embarcations pouvaient aller avec différents types de déplacement, les chercheurs ont examiné l'évolution de l'équation si elle était appliquée aux embarcations et sondes à réplication automatique.

Ils ont basé leurs calculs sur des sondes autoréplicables pouvant utiliser des débris et d’autres matériaux dans l’espace pour créer ce qu’ils appelaient des sondes enfants. Ces sondes parent et enfant se multiplieraient en un nombre suffisamment important pour pouvoir couvrir la totalité de notre galaxie dans environ 10 millions d'années - et ce, si elles ne voyageaient qu'à environ 10% de la vitesse de la lumière. À son tour, cela signifie qu'il est très probable qu'un jour, nous aurions été visités par une sorte de sonde auto-répliquée. Comme nous ne le pensons pas, ils disent qu'il n'y a que deux explications: nous ne sommes pas assez avancés sur le plan technologique pour savoir ce que nous regardons, ou nous sommes vraiment seuls dans la galaxie.

6 slingshots trou noir

L'idée d'utiliser la gravité d'une planète ou de la lune pour trier la fronde autour de celle-ci a été utilisée à plusieurs reprises dans notre propre système solaire, notamment par Voyager 2, qui a reçu un coup de pouce supplémentaire de la part de Saturne, puis d'Uranus. système. L'idée consiste à manœuvrer un engin pour obtenir une augmentation (ou une diminution) de sa vitesse lorsqu'il navigue dans le champ gravitationnel d'une planète. L'idée de base a également été un favori dans les travaux de science-fiction.

L’écrivain Kip Thorne a avancé l’idée que faire quelque chose de similaire pourrait aider l’artisanat à réduire l’un des plus gros défis en matière de consommation de carburant de voyage interstellaire. Il suggéra toutefois quelque chose d'un peu plus risqué, à savoir la manœuvre autour d'un ensemble de trous noirs binaires. Il ne faudrait en réalité qu'une infime quantité de carburant pour parcourir l’orbite critique d’un trou noir à l’autre. Lorsque l’engin en question a effectué plusieurs circuits entre les deux trous noirs, sa vitesse approche de la vitesse de la lumière avec une consommation de carburant minimale. Ensuite, il suffirait de viser correctement et de lancer une roquette au bon moment pour se lancer sur une trajectoire à travers les étoiles.

Cette idée est-elle improbable? Absolument. Est-ce que c'est génial? Certainement. Thorne souligne que son idée pose de nombreux problèmes, tels que les calculs précis et le timing qui seraient nécessaires pour vous assurer de ne pas voler directement à travers une autre étoile, une autre planète ou un autre corps interstellaire mal placé. Il y a également des préoccupations telles que ralentir, s'arrêter et rentrer à la maison, mais nous sommes à peu près certains que si vous êtes prêt à le faire, vous ne craignez peut-être pas trop de rentrer chez vous.

Un précédent pour l'idée a déjà été créé. En 2000, les astronomes ont pu observer 13 supernovae fonçant à travers la galaxie à une vitesse vertigineuse de 5 millions de kilomètres à l'heure. Les chercheurs de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign ont découvert que les étoiles rebelles étaient projetées hors de leur galaxie par une paire de trous noirs emprisonnés l'un dans l'autre après la destruction et la fusion de deux galaxies distinctes.

5 lanceur de graines d'étoiles

En ce qui concerne le lancement de sondes, même auto-répliquées, le problème de la consommation de carburant demeure.Cela n'a pas empêché les gens d'essayer de trouver de nouvelles idées sur la manière de lancer des sondes sur des distances interstellaires, un processus qui nécessiterait des mégatonnes d'énergie avec la technologie actuelle.

Forrest Bishop, de l'Institute of Atomic-Scale Engineering, a prétendu avoir créé une méthode de lancement de sondes interstellaires ne nécessitant qu'une quantité d'énergie à peu près équivalente à celle d'une batterie de voiture. Le lanceur de graines de Starneed théorique serait d'environ 1 000 kilomètres (600 mi) de long et se composera principalement de fil. Malgré sa longueur, le tout rentre dans une navette stockée et peut être chargé avec une batterie de 10 volts.

Une partie du plan consistait à lancer des sondes pesant un peu plus que des microgrammes, ne contenant que les informations les plus élémentaires nécessaires à la construction de nouvelles sondes dans l'espace. Des groupes allant jusqu'à des milliards de ces sondes pourraient être lancés par une série de lanceurs. Bishop a déclaré que son plan était plus facile car les sondes à réplication automatique pouvaient se rejoindre après le lancement. Alors qu'il prévoyait que le lanceur lui-même soit alimenté par des bobines de lévitation magnétique supraconductrices, créant ainsi une force opposée fournissant le pouvoir, il a déclaré qu'il restait encore certaines choses à régler avant de pouvoir le construire, comme les sondes résisteraient aux aléas tels que les radiations interstellaires et les débris.

4 usines d'ingénierie pour vivre dans l'espace

Une fois que nous arrivons où nous allons (ou une fois que nous progressons), il doit y avoir une sorte de méthode pour faire pousser de la nourriture et régénérer de l’oxygène. Le physicien Freeman Dyson a des idées assez intrigantes sur la façon dont nous pouvons faire cela.

En 1972, Dyson donna sa conférence plutôt tristement célèbre au Birkbeck College de Londres. Là-bas, il a suggéré qu'avec certaines manipulations génétiques, il serait possible de développer des arbres capables non seulement de pousser, mais de prospérer sur des surfaces aussi inhospitalières qu'une comète. Reprogrammez l’arbre pour qu’il reflète les rayons ultraviolets et retienne plus efficacement l’eau. Non seulement les arbres s’enracineraient et grandiraient-ils, mais ils atteindraient des dimensions inimaginables sur Terre. Dans une interview, il a suggéré qu'il pourrait y avoir des arbres noirs à l'avenir, à la fois dans l'espace et sur Terre. Les arbres et les feuilles à base de silicium seraient beaucoup plus efficaces et l’efficacité est la clé de la survie. Dyson a souligné que ce ne serait certainement pas du jour au lendemain et que cela prendrait probablement beaucoup de temps avant que nous ayons la technologie et les connaissances pour manipuler les plantes de cette manière.

Son idée n'est peut-être pas exagérée. L'Institute for Advanced Concepts de la NASA est une division entière dédiée à la résolution des problèmes de l'avenir. L'un des domaines sur lesquels elle travaille est la culture de plantes adaptées au paysage de Mars. Même les plantes cultivées dans une serre ou un bâtiment similaire sur Mars seraient soumises à des conditions extrêmes, et les chercheurs travaillent avec l’idée de combiner des plantes avec des extrémophiles, micro-organismes microscopiques qui survivent dans les endroits les plus difficiles de la planète. Des tomates de haute altitude dotées d'une résistance intégrée à la lumière ultraviolette aux bactéries qui survivent dans les régions les plus froides, les plus chaudes et les plus profondes du monde, nous disposons peut-être déjà des éléments de base pour créer des jardins martiens. Nous devons juste trouver comment les assembler.

3 Utilisation des ressources in situ

Vivre hors de la terre est peut-être la nouvelle tendance et branchée de la planète, mais lorsqu'il s'agit de missions de plusieurs mois dans l'espace, ce sera une nécessité. La NASA explore actuellement ce qu'ils appellent l'utilisation des ressources in-situ, ou ISRU. Après tout, il n’ya que peu de place sur un navire, et la mise en place de systèmes d’utilisation des matériaux trouvés dans l’espace et sur d’autres planètes deviendra une nécessité pour tout plan ou voyage de colonisation à long terme, en particulier lorsque ces voyages impliquent de se rendre à des endroits où les missions de réapprovisionnement sont tout simplement hors de question. Les premières tentatives de démonstration du fonctionnement des ressources sur les pentes des volcans d'Hawaï et lors de simulations de missions polaires sur la Lune ont consisté à extraire des éléments tels que des composants combustibles de cendres et d'autres terrains naturels.

En août 2014, la NASA a fait une annonce massive en révélant les nouveaux jouets qui équiperaient le prochain rover Mars, dont le lancement est prévu pour 2020. Le nouvel arsenal du rover comprend le MOXIE, l'expérience d'utilisation des ressources in-situ en oxygène de Mars. Comme son nom l'indique, MOXIE sera capable de capturer l'atmosphère nocive de Mars (qui contient environ 96% de dioxyde de carbone) et de la séparer en oxygène et en monoxyde de carbone. Il sera capable de produire environ 22 grammes d'oxygène chaque heure de fonctionnement. La NASA espère également que MOXIE démontrera autre chose: un fonctionnement continu sans perte de productivité ni d’efficacité. Ils suggèrent que le MOXIE constitue non seulement un pas important vers les missions extraterrestres à long terme, mais qu'il est également le premier des nombreux convertisseurs potentiels à agir de manière similaire pour isoler différents gaz et autres ressources.

2 2suit

https://www.youtube.com/watch?v=dSUEOXEdHIw
La reproduction dans l’espace pose un problème à plusieurs niveaux, notamment dans des environnements sans gravité artificielle. En 2009, des expériences japonaises sur des embryons de souris ont montré que, même si les environnements en gravité zéro ne gênent pas la fertilisation, les embryons qui se développent en dehors de l'attraction gravitationnelle naturelle de la Terre (ou d'un équivalent) ne se développent pas normalement. Lorsque les cellules doivent se diviser et se spécialiser, il y a des problèmes. Cela ne veut toutefois pas dire que cela ne peut pas être fait, car certains des embryons cultivés dans l'espace ont finalement été implantés avec succès chez des souris femelles et sont nés normalement.

Cela soulève également une autre question: comment fonctionne réellement la création d'un bébé dans un environnement d'apesanteur? Les lois de la physique, en particulier le fait que chaque action a une réaction égale et opposée, rendent la mécanique plus superficielle. Cependant, Vanna Bonta, écrivaine, actrice et inventrice, a sérieusement réfléchi à la question.

Le résultat est la 2suit, et c'est exactement ce que vous pensez, une combinaison spatiale conçue pour que deux personnes y soient zippées afin de faciliter la création d'espaces bébés. En fait, il a également été testé. En 2008, il a été utilisé sur le Vomit Comet, à juste titre (bien que peu romantique). Tandis que Bonta suggère que les voyages de noces dans l'espace puissent devenir une réalité, grâce à son invention, elle ajoute qu'elle a d'autres applications pratiques, telles que la conservation de la chaleur corporelle en cas d'urgence.

1 projet Longshot

Le projet Longshot était un plan peut-être cyniquement nommé, élaboré par une équipe de l’US Naval Academy et de la NASA dans le cadre d’un projet conjoint à la fin des années 1980. Le plan avait pour objectif ultime de se lancer vers le début du XXIe siècle et aurait constitué une sonde sans pilote destinée à Alpha Centauri. Il aurait fallu environ 100 ans pour atteindre son objectif. Avant même de pouvoir être lancé, il fallait développer de jolis composants clés avant de lancer le projet.

Entre les lasers de communication, un réacteur de fission à longue durée de vie et une unité de microexplosion par fusion, il y avait beaucoup à faire. La sonde devait être conçue pour penser et fonctionner de manière indépendante, car il était pratiquement impossible d’envoyer des communications sur des distances interstellaires assez rapidement pour que les informations soient toujours pertinentes au moment de leur réception. Tout devrait être incroyablement durable, car ce serait 100 ans avant d'arriver à destination.

Longshot allait se rendre à Alpha Centauri avec plusieurs objectifs différents. Principalement, il s'agirait de collecter des données astronomiques qui auraient permis de calculer avec précision les distances qui séparent des milliards, voire des milliards de milliards d'autres étoiles. Quitter sa centrale nucléaire jusqu’à ce que la réaction, et donc la mission, s’arrête, Longshot est un projet assez ambitieux qui n’a jamais vu le jour.

Cela ne signifie pas pour autant que l'idée soit complètement partie. En 2013, le projet Longshot II commençait au sens figuré sous la forme d'un projet étudiant d'Icare Interstellar. Les décennies de progrès technologiques intervenus depuis le programme Longshot original peuvent être appliquées à la nouvelle version et le programme fera l'objet d'une refonte complète. Parmi les progrès réalisés dans le programme, citons la réduction de moitié du temps de vol prévu, le recalcul des coûts de carburant et l'examen de la refonte de Longshot de fond en comble.

Le projet final sera un regard intéressant sur l’évolution d’un problème insurmontable avec l’ajout de nouvelles technologies et de nouvelles informations. Les lois de la physique restent les mêmes, mais 25 ans plus tard, Longshot a le potentiel de paraître assez différent, et c'est une notion intrigante pour l'avenir des voyages interstellaires.