Exploration interstellaire: enfin un matériau prometteur pour s'échapper du Système solaire
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Une étude sous presse dans le journal européen Astronomy & Astrophysics montre que l'aérographite, une forme de carbone synthétisée pour la première fois en 2012, présente des propriétés prometteuses pour réaliser une voile photonique pour l'exploration spatiale. Comme une voile nautique le fait avec le vent, une voile photonique utilise la pression exercée par de la lumière pour augmenter sa vitesse. Les applications potentielles sont l'exploration du Système solaire, et une future mission interstellaire à destination d'Alpha du Centaure.
Vue d'artiste de deux voiles photoniques en aérographite lors de leur déploiement depuis de la station spatiale internationale ISS.
© STS-129 Crew, NASA, P. Kervella.
L'aérographite et un nouveau matériau constitué de nanotubes de carbone entremêlés. Il faut partie des matériaux connus les plus légers, avec une densité de seulement 180 grammes par mètre cube, soit une densité environ 7 fois plus faible que l'air que nous respirons (1225 g/m3). Son autre propriété remarquable est sa "noirceur", c'est-à-dire sa capacité à absorber presque parfaitement la lumière: moins d'un photon incident sur 1000 est réfléchi. Ces deux propriétés en font un matériau idéal pour la conception de voiles photoniques: sa grande légèreté et sa capacité à absorber l'énergie des photons lui permettent d'accélérer de manière très efficace lorsqu'il est éclairé par la lumière. Cette lumière peut-être celle d'un laser, comme dans le concept Breakthrough Starshot, ou simplement la lumière du Soleil comme dans cette étude.
60 jours de voyage vers Mars et la possibilité de s'échapper du Système solaire...
Les astronomes ont ainsi calculé qu'une coquille sphérique de 1 mètre de diamètre et d'une épaisseur de 0,5 mm lâchée depuis la station spatiale internationale ISS pourrait rejoindre la planète Mars en seulement 60 jours de voyage et Pluton en un peu plus de 4 ans, sans autre propulsion que la lumière du Soleil.
Un échantillon d'aérographite
© R. Heller (MPS Göttingen)
Du fait de sa très faible densité, une voile sphérique de 5 mètres de rayon et de 0,1 mm d'épaisseur pourrait même emporter une charge utile de 55 grammes à une vitesse suffisante pour s'échapper du Système solaire.
Une telle sonde serait un excellent précurseur pour une mission interstellaire à destination de notre proche voisine, Alpha Centauri, et de la planète tellurique située dans la zone habitable de la plus faible de ses trois étoiles composantes, Proxima Centauri b.
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