Vaisseau spatial (science-fiction) - Définition et Explications

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Cet article présente des véhicules imaginaires, pour les véhicules réels, voir Véhicule spatial.

En science-fiction (La science-fiction, prononcée /sjɑ̃s.fik.sjɔ̃/ (abrégé en SF), est un genre narratif (principalement littéraire et...), un vaisseau spatial est un engin qui se déplace dans l'espace-temps (La notion d'espace-temps a été introduite au début des années 1900 et reprise notamment par Minkowski en 1908 dans un exposé mathématique sur la géométrie de l'espace et du temps telle...), généralement dans le vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.) spatial.

Types d'histoires tournant autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit...) de vaisseaux spatiaux

Très souvent, le vaisseau est en premier lieu un véhicule : on l'emprunte pour se déplacer dans l'espace mais lui-même est peu détaillé. La fonction de déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles orientés. En psychanalyse, le déplacement est mécanisme de défense...) n'est pas nécessairement l'unique intérêt dans l'univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) de science-fiction. Un vaisseau spatial peut souvent devenir un « huis clos » où se déroulera une tragédie humaine dans des conditions extrêmes, comme dans Alien et de nombreux épisodes de Star Trek ou plus récemment la série Stargate Universe (par période / genre / pays Liste complète).

Un vaisseau peut aussi servir à une guerre (cf. c-dessous : ), mais aussi en être l'enjeu. Ainsi dans Star Wars les deux stations spatiales (Étoile de la Mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si on a pu parler de la mort dans un sens cosmique plus...) et Étoile Noire) doivent être détruites pour sauver la Rébellion et les planètes indépendantes. Dans le film d'animation (L'animation consiste à donner l'illusion du mouvement à l'aide d'une suite d'images. Ces images peuvent être dessinées, peintes, photographiées,...) Titan A.E., c'est la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances...) d'un vaisseau-monde qui motive les héros ; dans Rendez-vous avec Rama et Stargate Atlantis, c'est son exploration (L'exploration est le fait de chercher avec l'intention de découvrir quelque chose d'inconnu.).

Propulsion

Les moyens de propulsion sont extrêmement variés :

  • propulsion dite « standard », c'est-à-dire avec une technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) qui permet un déplacement à une vitesse (On distingue :) inférieure à celle de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est...) (souvent dite « subluminique » ou « conventionnelle ») ;
  • propulsion dite « supraluminique » ou « hyperspatiale », soit à une vitesse dépassant celle de la lumière ;
  • propulsion « instantanée » : le vaisseau « saute » d'un point (Graphie) à l'autre de l'espace instantanément ;
  • propulsion loufoque, comme par exemple celle imaginée par Douglas Adams : la propulsion aux mauvaises nouvelles. Douglas Adams parle aussi du Propulseur à Improbabilité, qui provoque des évènement totalement improbables, comme celui de se déplacer instantanément d'un point de l'espace à un autre.
  • Propulsion ionique (Un moteur à ion est basé sur l'accélération de particules chargées (les ions) via un champ électrostatique) à pseudo-éjecta : Des atomes sont ionisés dans un champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux magnétique) est une grandeur caractérisée par la donnée d'une intensité et d'une direction, définie en tout point de...) puissant appelé réacteur magnétique et sont éjectés dans un tunnel (Un tunnel est une galerie souterraine livrant passage à une voie de communication (chemin de fer, canal, route, chemin piétonnier). Sont apparentés aux tunnels par leur...) magnétique, appelé couloir à effet Newton. Puis, une fois sortis dans l'espace, un collecteur magnétique en forme de coupole (Une coupole est une voûte hémisphérique, de profil semi-circulaire, elliptique ou polygonal, parfois exhaussée par un tambour. La toiture de cette...) se charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un bénéfice non pécuniaire pour être transporté.) de récupérer 99,99% des gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de...) pour les réinjecter dans le réacteur magnétique. La perte de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La...) est alors très faible et l'accélération (L'accélération désigne couramment une augmentation de la vitesse ; en physique, plus précisément en cinématique, l'accélération est une grandeur vectorielle...) bien que très lente (La Lente est une rivière de la Toscane.) est d'une extrême efficacité. Il faut bien entendu une quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de choses.) énorme d'énergie électrique (Un apport d'énergie électrique à un système électrotechnique est nécessaire pour qu'il effectue un travail : déplacer une charge, fournir de la lumière, calculer. Ce travail est...) pour faire fonctionner tous ces champs magnétiques ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un...).
  • Propulsion gravitationnelle : Un faisceau de gravitons est émis depuis l'avant du vaisseau pour former une pseudo masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation (la masse...) fantôme qui par effet gravitationnel attire le vaisseau et la source d'émission de la gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.). Le mouvement commence alors sans jamais connaitre l'équilibre. Une fois la vitesse voulue atteinte, il suffit de couper le système et de laisser l'inertie (L'inertie d'un corps découle de la nécessité d'exercer une force sur celui-ci pour modifier sa vitesse (vectorielle). Ainsi, un corps immobile ou en mouvement rectiligne uniforme (se déplaçant sur une droite à vitesse constante) n'est...) faire le reste. Le freinage est possible en retournant le faisceau de gravitons à l'opposé ( En mathématique, l'opposé d’un nombre est le nombre tel que, lorsqu’il est à ajouté à n donne zéro. En botanique, les organes d'une plante sont dits opposés lorsqu'ils sont insérés au même niveau, l'un en face de...) du mouvement.

Type et puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :)

Le moteur (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou travail.[réf. nécessaire]) chimique (ou moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce travail à partir d'une énergie...) à explosion) classique de nos automobiles sert de référence. L’énergie provient de l’explosion du mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de l'opération est une...) d’hydrogène et d’oxygène dans la chambre de combustion (Une chambre de combustion est une enceinte capable de résister à des changements de pression et de température brusques, dans laquelle on déclenche volontairement une combustion entre des éléments chimiques déterminés. Cette enceinte...). Il ne permet que les voyages en grande banlieue (La banlieue désigne communément l'espace urbanisé d'une ville qui est situé dans la continuité du bâti de sa ville-centre et qui en est administrativement distinct.) de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre planètes...). Les chiffres de comparaison sont calculés en comparant la densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de...) énergétique (en Watt (Le watt (symbole W) est une unité dérivée du système international pour la puissance. Un watt est la puissance d'un système énergétique dans lequel une...).h/kg) de ces sources lorsque celle-ci est disponible, ou extrapolés sinon. A VÉRIFIER

Dix fois plus puissants que le moteur de référence :

  • Moteur ionique : Des atomes de gaz rare (comme le xénon) sont ionisés par un champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) puissant. Ceux-ci, devenus ions, sont accélérés par un champ magnétique et rejetés dans l’espace à grande vitesse. Ce type de propulsion équipe déjà certains satellites (Satellite peut faire référence à :).
  • Générateur biologique : Fonctionne sur une base de muscle (Les muscles sont une forme contractile des tissus des animaux. Ils forment l'un des quatre types majeurs de tissus, les autres étant le tissu épithélial, le tissu conjonctif,...) et de réaction bio-chimique. Présent dans les vaisseaux d'invasion Tyranide dans Warhammer 40 K par exemple. Il a une très bonne tenue dans le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) et propose selon les modèles une énergie régulière. Bien que moins puissant qu'un générateur énergétique classique, il propose un meilleur rendement énergétique, il est vivant et peut s'auto-réparer dans une certaine mesure. Certaines substances peuvent le gonfler pour un temps mais il a besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes catégories : les besoins primaires, les...) de repos quand il est fatigué. La gestion du générateur biologique est une des nombreuses taches de l'Esprit de la Ruche.

Trente mille fois plus puissants que le moteur de référence :

  • Moteur à fission nucléaire|: Un atome (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps...) de matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base sélectionnée en raison...) fissile (comme le plutonium) est cassé en atomes plus petits, ce qui provoque un fort dégagement d’énergie. Les moteurs à fission nucléaire (La fission nucléaire est le phénomène par lequel le noyau d'un atome lourd (noyau qui contient beaucoup de nucléons, tels les noyaux d'uranium et de plutonium) est divisé...) sont parfois appelés (improprement) moteurs atomiques comme dans certains albums de Tintin (De la Terre à la Lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de 3 474 km. La...) et On a marché sur la Lune).

Deux cent mille fois plus puissants que le moteur de référence :

  • Moteur à fusion nucléaire (La fusion nucléaire (dite parfois thermonucléaire) est, avec la fission, l’un des deux principaux types de réactions nucléaires appliquées. Il ne faut pas confondre la fusion...) [fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance constituée de molécules toutes identiques, la fusion s'effectue à...)]:Deux atomes légers (principalement l'hydrogène) fusionnent grâce à une amorce énergétique pour former des composés plus lourds avec un dégagement d’énergie encore plus puissant. On pense que ce serait le système le plus économique.

Son carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.), l’hydrogène, est abondant dans l’espace,donc gratuit. Pour en récolter une quantité suffisante, le vaisseau pourrait avoir une forme d’entonnoir et un diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la...) supérieur à 40 km.

Trente millions de fois plus puissants que le moteur de référence :

  • Moteur à [[antimatière]]: Le contact entre un atome (Un atome (grec ancien ἄτομος [atomos], « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une autre. La théorie atomiste,...) et un anti-atome d’hydrogène(anti-proton) provoque un dégagement maximal d’énergie. Il permet de dépasser largement le système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le Soleil et des corps célestes ou objets définis gravitant autour de lui (autrement dit, notre système...). Ce serait le moyen le plus rapide pour aller d’un point de l’espace à un autre. Cependant, pour produire suffisamment (du moins sur Terre) d’antimatière comme « carburant » il faudrait faire fonctionner nos accélérateurs de particules durant des siècles,avec la technique actuelle [le stockage de l'A.M pourrait utilser un puissant champ magnétique]


Remarque: Toutes ces sources sont à la base des sources d'énergie. La conversion de l'énergie en poussée (En aérodynamique, la poussée est la force exercée par le déplacement de l'air brassé par un moteur, dans le sens inverse de l'avancement.) n'est que rarement mentionnée dans les ouvrages de science-fiction; le seul dispositif réellement connu et documenté est le moteur ionique (Un moteur à ions est un moteur qui produit sa force de propulsion en projetant des ions à très haute vitesse.).

Mais on parle aussi de :

  • [[Voile solaire]]: Ce vaisseau utilise les photons (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque deux particules chargées électriquement...) issus des étoiles (ou « vents stellaires ») comme les bateaux se servent (Servent est la contraction du mot serveur et client.) du vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont lieu sur Neptune et sur Saturne. Il est essentiel à tous les phénomènes...). Pour être efficace, la voile devrait mesurer plusieurs centaines de km de diamètre ! comme elle serait très fine (quelques microns d'épaisseur), elle serait aussi fragile et difficile à fabriquer et à déployer, mais son transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de...) en serait facilité. Les voiliers solaires, recouvrant l'imaginaire des premières explorations humaines sur la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa mesure, sa...) de la Terre en grands voiliers, sont souvent mentionnés comme premier moyen de transport interstellaire rapide. Par exemple, dans [[Star Trek: Deep Space Nine]], de tels vaisseaux sont l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être...) de plusieurs épisodes.
  • Propulsion par faisceau : La propulsion par faisceau laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique) amplifiée par émission stimulée. Le terme laser provient...) se fait par la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) de la lumière sur la surface du vaisseau. Mais la portée d’un rayon laser n’est pas infinie, ce système ne permettrait donc pas d’aller très loin. Larry Niven, dans son Cycle de l'Anneau-Monde, explique que les humains s'en servent dans les premiers temps de leur expansion spatiale. Lorsque les Kzinti attaquent, ces extra-terrestres, qui se servent de leurs propulseurs comme armes, mettent très longtemps à comprendre que ce sont les canons laser humains « civils » qui détruisent leurs vaisseaux au lieu de livrer bataille dans l'espace.
  • Les trous de ver (ou sauts quantiques): L’idée de base consiste à utiliser l’étonnante géométrie (La géométrie est la partie des mathématiques qui étudie les figures de l'espace de dimension 3 (géométrie euclidienne) et, depuis le XVIIIe siècle, les figures d'autres types d'espaces...) de l’univers, connue sous le nom de « courbure de l’espace-temps ». Pour se rendre d’un point à un autre de l’univers, la lumière et la matière suivent son profil ondulé. Les trous de vers sont composés d’énergie gravitationnelle engendrée par l’effondrement d’une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la Terre.) super-massive sur elle-même, ou [[trou noir]].

Les trous noirs seraient en fait les entrées de ces « trous de ver ». Ce sont des galeries "spatio-temporelles " creusées dans l’espace-temps qui permettraient de se diriger d’un point à un autre de l’univers en créant un raccourci à l’intérieur même du tissu de l’espace-temps. Les trous de vers sont l'objet astronomique le plus souvent mentionnés dans les œuvres de fiction pour justifier les principes physiques de la propulsion supraluminique.

  • [[Énergie du vide]] (ou énergie du point zéro (Le chiffre zéro (de l’italien zero, dérivé de l’arabe sifr, d’abord transcrit zefiro en italien) est un symbole marquant une position vide dans l’écriture des nombres en...): Elle utilise la densité moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils étaient tous identiques sans...) d'énergie et de pression engendrée par les fluctuations du vide quantique.( mécanique quantique)

Cette théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative, souvent basée sur...) est très controversée par les scientifiques car les tentatives d'extraire l'énergie du vide se feront toujours, pour des raisons fondamentales, à bilan énergétique négatif et au mieux nul.(Utilisée dans stargate (Stargate est un univers de science-fiction basé sur des voyages entre des planètes situées dans des réseaux de porte des étoiles.) SG1 et stargate Atlantis par le Zero-Point Module (ZPM) / E2PZ)

  • On peut aussi signaler le système de propulsion par magie, vu dans le Jeu de Rôle Spelljammer, univers hybride (En génétique, l'hybride est le croisement de deux individus de deux variétés, sous-espèces (croisement intraspécifique), espèces (croisement...) empruntant à la fois à l'Heroic-Fantasy et à l'exploration spatiale...
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