Le rêve interstellaire : comment la lumière pourrait nous propulser vers Alpha Centauri en 20 ans

Mais une nouvelle sonde, ultra-légère, nous ouvrirait un accès sans précédent aux confins de l’espace. Le Dr. Harry Atwater, professeur de physique appliquée à Caltech et ancien directeur de recherche pour Starshot, insiste là-dessus. Pour la première fois de l’histoire, nous pourrions capturer des images rapprochées d’objets stellaires comme des exoplanètes. Il y a évidemment beaucoup de travail « transformateur » en astronomie fait par des télescopes géants pour l’observation à distance, dit-il, mais, avouons-le, nous apprendrons des choses vraiment nouvelles seulement quand nous irons les voir de près.

Les scientifiques soutiennent l’idée de développer ce qu’ils appellent un « moteur photonique ». L’idée, c’est de créer un faisceau lumineux d’une puissance absolument phénoménale pour propulser nos engins vers l’espace lointain. Ça semble contre-intuitif, évidemment, un simple pointeur laser ne peut même pas bouger une plume ! Mais quand on monte en intensité, un faisceau laser peut agir exactement comme le vent sur la voile d’un bateau.

Pourquoi ? Parce qu’un faisceau de lumière est fait de photons, des particules subatomiques sans poids, mais qui transportent de l’élan (du moment). Quand ces photons frappent la « voile lumineuse » spéciale de l’engin, cet élan se ressent comme une poussée. Le but de ce moteur est de concentrer une puissance laser suffisante pour donner à l’engin une poussée maintenue pendant environ dix minutes, assez forte pour l’accélérer jusqu’à une fraction impressionnante de la vitesse de la lumière : un cinquième, pour être précis.

Atwater insiste bien sur le fait que ce moteur photonique ne représenterait aucune menace pour la sécurité nationale ni pour les passants. Si vous voliez au-dessus de ce champ laser dans l’atmosphère, l’intensité serait un peu plus élevée que celle du soleil, mais pas assez pour vous brûler. L’intensité n’est très élevée que lorsqu’ils sont concentrés sur la cible, et jamais au sein de l’atmosphère terrestre.

La voile, elle, doit mesurer environ 109 pieds carrés. Elle doit donc être incroyablement mince pour maintenir le poids à terre. Richard Norte, professeur associé d’ingénierie des microsystèmes aux Pays-Bas, précise qu’elle doit être épaisse d’environ 200 nanomètres. C’est un millier de fois plus mince qu’un cheveu humain. Construire de telles voiles, c’est un défi qui donne le tournis, coûteux et très long.

L’un des avantages clés de cette nouvelle conception réside dans la forme des minuscules trous qui sont gravés dans la voile, des trous qui servent à améliorer la réflectivité et l’efficacité de la lumière. Norte explique : « La performance et le coût, les deux choses que nous recherchions, ne vont pas toujours de pair. C’est là que l’algorithme d’apprentissage machine a dû faire des choix, et ce qu’il a trouvé, franchement, ressemblait à un tas de pommes de terre. »

Cette forme était déroutante au début, avoue-t-il, mais l’équipe a vite compris qu’elle imitait en réalité une technique de carrelage vieille de 200 ans appelée « réseau pentagonal ». Finalement, ce design permet de fabriquer les voiles plus rapidement et moins cher sans trop sacrifier la performance technique. Un beau coup de pouce de l’intelligence artificielle, ça c’est certain.

En attendant de pouvoir vraiment lancer ces engins dans l’espace interstellaire, Richard Norte, lui, est déjà enthousiaste pour des destinations plus locales. Avec ces nouvelles voiles, il nous faudrait environ 32 heures pour atteindre Mars. Trente-deux heures ! Il avoue être même plus excité par ça que par les étoiles lointaines, car il a l’impression que c’est un objectif « possible avec ce que nous avons déjà aujourd’hui ».

Que ce soit pour explorer Mars en un peu plus d’une journée ou pour photographier des exoplanètes inconnues dans deux décennies, une chose est sûre : l’idée de voyager sans carburant, juste avec de la lumière, est une véritable révolution technologique qui ne fait que commencer.