Mis en avant

La Prophétie de Tsiolkovski

En 1911, celui que l’on considère aujourd’hui comme le père et le théoricien de l’astronautique moderne, Constantin Édouardovitch Tsiolkovski (17 septembre 1857 – 19 septembre 1935), alors simple professeur de mathématiques et de physique à  Kalouga, en Russie centrale, écrivait ceci dans une lettre à un ami :

Планета есть колыбель разума,
но нельзя вечно жить в колыбели

Dans le traduction de cette phrase il est toujours question d’un berceau qu’il faudrait quitter un jour, mais il existe au moins quatre ou cinq versions, ce qui a un côté irritant, alors procédons dans l’ordre :
Планета (planyeta) : la planète (~ la Terre)
есть (yest’) : est
колыбель (kolybyel ): le berceau
разума (razuma) : l’esprit, la raison
но (no) : mais
нельзя (nyelzya) : non autorisé, on ne peut pas
вечно (vietchno) : pour toujours
жить ( zhit’) : vivre
в (v) : dans
колыбели (kolybyeli) : berceau (au locatif)

soit :

La Terre (litt: une/la planète) est le berceau de l’humanité (litt: de l’esprit, de la raison), mais on ne peut pas vivre toute sa vie dans un berceau.

J’ai toujours trouvé cette phrase très inspirante et je pense ne pas être le seul. Tous ceux qui se sont intéressés au moins un temps à la conquête spatiale ont pu tomber sur cette maxime, légendant une image de la Terre trônant en majesté sur fond de ciel étoilé et autres illustrations invitant au rêve de voyages lointains. Elle a inspiré des titres d’ouvrages comme par exemple ce recueil de space art Out of the craddle que l’on peut traduire par Hors du berceau.

Et elle contient quelque chose qui renverse l’argument de ceux qui pensent, non sans une forme de bon sens, que ce serait folie que de prétendre s’aventurer dans le vide hostile de l’espace et, pire encore, de prétendre le faire pour toujours. L’idée exprimée par ce que j’appelle “la prophétie de Tsiolkovski” consiste à renverser ce bon sens et à considérer que puisque le berceau n’est qu’un court instant dans la vie d’un homme, il y aurait une forme de ridicule, voire d’indignité, à continuer de s’y prélasser arrivé à l’âge adulte. 

Le but de la réflexion que je veux entamer avec sur blog et la chaîne Space Nation qui lui est associée, c’est d’envisager de quelle manière il serait possible de réaliser cette prophétie. Par quels moyens humains et matériels nous pourrions envisager, en tant qu’espèce, quitter la Terre et diffuser dans la Galaxie.

Et pour entamer cette réflexion, il me semble salutaire de commencer par examiner le moteur dont nous nous servons pour penser, l’esprit lui même. L’idée de trajet vers les étoiles y fait tintinnabuler un monceau de références plus ou moins hétéroclites issues des univers de science-fiction. Des images de vaisseaux, des aventures héroïques, des planètes peuplées de créatures fabuleuses. Et, à mon sens, il y a quelques chose qui doit passer, comme on dit qu’une personne passe à son décès, pour laisser la place à une réflexion rationnelle.

Souvenir d’enfance, les VaisseauX de l’espace

Je devais avoir entre 8 et 10 ans et on avait offert à mon frère aîné un livre d’illustration de Steward Cowley, les Vaisseaux de l’espace, qui se présentait comme un genre d’encyclopédie fictive des vaisseaux spatiaux projetée dans le futur, un peu comme on raconte l’histoire des chasseurs et des bombardiers de la Seconde Guerre mondiale, avec leur caractéristiques techniques et les hauts faits où ils s’étaient illustrés dans tel ou tel conflit, mais avec ici des conflits entre systèmes stellaires. En recherchant sur le web, je trouve que tout ceci prenait place dans un univers de science-fiction,  la Terran Trade Authority, présenté dans une collection de quatre grands ouvrages illustrés, dont celui que j’avais entre les mains, publiés par Stewart Cowley entre 1978 et 1980.

Résumé

Voici enfin publié, après avoir été longtemps jalousement tenu secret, le premier ouvrage complet sur les vaisseaux spatiaux qui ont marqué l’évolution de la conquête de l’espace entre 2000 et 2100, à la suite des essais timides et hésitants du XXe siècle.

Ce Guide d’identification décrit les quarante vaisseaux les plus représentatifs de cette période, y compris les appareils appartenant aux systèmes habités d’Alpha et de Proxima du Centaure, avec l’histoire de leur mise au point et leurs principales caractéristiques techniques.

Cet ouvrage traite aussi bien des intercepteurs légers que des vaisseaux scientifiques ou des yachts privés, selon leur fonction militaire, civile ou commerciale. On a inclu un chapitre sur les vaisseaux non identifiés, dont l’origine reste mystérieuse.

Les contacts avec d’autres habitants de notre galaxie, en 2036, ouvrent une ère de paix et de progrès technologiques sans précédent dans l’histoire de l’humanité, notamment en ce qui concerne la recherche spatiale.

On retrace, ici, les événements historiques et scientifiques qui ont motivé leur construction et ont conduit à imaginer des spationefs de plus en plus fiables et sophistiqués.

Un exemple de planche explicative

J’étais fasciné par cet univers et j’ai passé de longues heures à scruter ces vaisseaux, mais sans jamais pouvoir me départir d’un sentiment d’arrière-plan qui confinait au malaise. Oui, le mot n’est pas trop fort.

Il n’y avait manifestement, dans ces vaisseaux, aucun début de réflexion scientifique ou technique. Les formes et les motorisations étaient complètement fantaisistes, je m’en rendais bien compte malgré mes maigres connaissances de collégien. Et quelque-chose en moi regimbait, comme la sourde révolte d’une rationalité naissante. Je voyais bien que seul le look comptait, et que l’artiste travaillait sans contraintes. Ces vaisseaux avaient de la gueule, et c’était tout. Ils étaient farcis de zigouigouis qui n’avaient d’autre fonction que de meubler les contours et les surfaces. Et puis, ces idées de guerre avec l’étoile de Barnard dans les années 2010 ! Non, je n’y croyais pas, je ne parvenais pas à mordre à l’hameçon et j’en voulais un peu, je pense, à ceux qui nous inventait ce genre de future irréaliste.

Les trajets interstellaires en science-fiction

Avec les VaisseauX de l’espace, j’ai évoqué un ouvrage quasi confidentiel et l’imaginaire du plus grand nombre a été façonné par des œuvres beaucoup plus fameuses. À travers elles, le  thème du trajet vers les étoiles, de système planétaire à système planétaire, nous est devenu tout à fait familier. Nous avons certainement tous en tête des histoires de science-fiction ayant pour cadre une galaxie (la nôtre, ou éventuellement une autre, lointaine, très lointaine…), dans laquelle les planètes jouent le rôle de nations ou de provinces d’empire. 

A titre d’illustration j’ai sélectionné une dizaine d’œuvres que j’estime majeures au moins en considérant l’impact qu’elles ont pu avoir dans l’imaginaires du plus grand nombre, pour les examiner de plus près.

On commencera avec les trois “Stars” : Star Wars, Star Trek, Stargate. Je rajouterais Starship Troopers à l’origine un roman de Robert A. Heinlein, paru en 1959, adapté au cinéma en 1997 par Paul Verhoeven.

Dans le domaine littéraire j’ai également sélectionné le Cycle de Fondation de Isaac Asimov, Dune de Frank Herbert (également adapté au cinéma), le space opera Hypérion de Dan Simmons et The Forever War (en français la Guerre Éternelle) de Joe Haldeman. 

Au cinéma de nouveau, le film Alien de Ridley Scott et ses suites et Avatar de James Cameron.

Pour finir, et parce que la bande dessinée ne doit pas rester en reste, j’appellerai à la barre la série des Valerian de Mézières et Christin, qui a bercé mon enfance, ainsi que celle des Yoko Tsuno de Roger Leloup  dont je collectionnais les albums. Enfin nous terminerons cette petite promenade par une série plus récente, les Mondes d’Aldébaran de Luiz Eduardo de Oliveira, dit Leo.

Dans toutes ces œuvres, les protagonistes se déplacent d’une planète à la suivante dans des durées compatibles avec la tenue de la narration. Le trajet interstellaire parait une formalité à portée de main des prochaines avancées d’une Physique triomphante. Ce qui va m’intéresser ici ce sont les divers moyens imaginés pour s’extraire des limites imposées par la Physique actuelle. Comme vous vous en doutez je pense, je suis un grand fan de science-fiction mais vous devinez que mon but ici est presque offensif à son endroit. Il s’agit d’arraisonner ce délicieux carburant de contrebande qui circule dans notre imaginaire et de le mettre à l’ombre, au fond de la cale, entre parenthèse de la réflexion, afin de faire resurgir l’autorité de la Physique et de réfléchir enfin sous contrainte. Et pour mener à bien cette saisie de douane, il faut commencer par répertorier la came.

On va considérer 4 cas :

  • Cas 1, symbolisé par () : aucun processus physiquement intelligible n’est proposé. On a éventuellement un vocable mais aucune réflexion ne peut être conduite pour en évaluer la faisabilité.
  • Cas 2 symbolisé par (+), un processus physiquement intelligible est proposé, mais il est spéculatif et situé en dehors de notre horizon technologique.
  • Cas 3 symbolisé par (++), un processus correspondant à de la physique établie est proposé mais sans souci de dimensionnement ou d’ordre de grandeur des énergies impliquées.
  • Cas 4 symbolisé par (+++), un processus correspondant à de la physique établie est proposé et un premier pas a été fait pour dimensionner la solution.

StarWars

Commençons par Star Wars, sans doute la plus populaire de toutes. Dans ce space opera d’une très grande richesse, le mode de propulsion à longue distance est très uniforme et réglé d’un trait de plume. Les vaisseaux pulvérisent la vitesse de la lumière grâce une hyperpropulsion (hyperdrive en VO), en sautant dans une sorte de dimension parallèle à l’espace réel, l’hyperespace. L’hyperdrive permet à des voyageurs de traverser une galaxie en quelques dizaines d’heures. Toutes sortes de vaisseaux existent sur ce principe et il existe des fans qui se sont même donné la peine de les classer.

Bien que grand amateur de Star Wars depuis mon enfance, j’avoue me perdre un peu en conjectures quand aux motivations profondes qui sous tendent un tel classement, dans la mesure où l’arbitraire domine en maître dans la conception de ces vaisseaux. Cela croise ma réflexion sur le malaise d’arrière plan qui m’étreignait à la contemplation des Vaisseaux de l’espace. On est clairement dans le cas 1. L’hyperespace de Star Wars ne correspond a aucun concept physique reconnu.

Star Trek

Dans les épisodes de Star Trek les vaisseaux se déplacent au sein des systèmes stellaires à l’aide de moteurs à fusion (moteur à impulsion) et pour les trajets interstellaires, qui doivent être supraluminiques, ils utilisent le phénomène de  distorsion de l’espace (warpdrive), avec un carburant d’antimatière pour fournir l’énergie. La série fait également un usage abondant de la téléportation, avec dématérialisation et rematérialisation des sujets au sein de cabines dédiées.

Avec le warpdrive, on rentre dans le cas 2, cela correspond  à la propulsion Alcubierre qui peut se décrire par des équations de physique bona fide, mais ça reste très en dehors de notre horizon technologique. 

Concernant la téléportation, même si ce concept existe pour décrire un phénomène physique sa mise en oeuvre, en plus d’être absurdement difficile au plan technologique, implique des particules intriquées prépositionnées au point de départ et d’arrivée. La téléportation de Star Trek n’est soumise à aucune contrainte et rentre dans le cas 1. 

Enfin l’usage d’antimatière fait appel à un concept physique reconnu, mais rien n’est dimensionné au niveau des quantités requises ce qui rentre dans le cas 3. 

Stargate

Dans Stargate SG-1, l’hyperespace, encore lui, est utilisée par les vaisseaux spatiaux. Ils y entrent grâce à un générateur d’hyperpropulsion qui peut ouvrir une fenêtre, assimilée à un trou noir artificiel depuis n’importe quel point de l’univers (excepté près des trous noirs). Ce principe est également à l’oeuvre dans le réseau de portes des étoiles (dont la surface active porte le nom évocateur d’horizon des événements, directement inspiré de la physique des trous noirs). C’est donc encore le concept d’hyperespace qui est utilisé mais on va retenir quand même un effort pour relier ça au concept de trou noir et on comprend que le mode de déplacement est probablement inspiré du concept fascinant de pont Einstein-Rosen qui permet en théorie de relier deux trous noirs à travers l’espace-temps. On n’a pas le temps de détailler, mais allez, ça vaut un petit (+).

Starship Troopers

Dans Starship Troopers, on apprend dans le roman éponyme que les engins spatiaux sont mû par un propulseur Tcherenkov et qu’ils peuvent voyager de Sol à Capella, soit une distance de quarante-six années-lumière, en moins de six semaines (source). On n’en saura pas plus. On rappelle que le rayonnement de Tcherenkov désigne la lumière bleutée émise par un milieu, de l’eau ou de l’air typiquement, traversé par des particules qui vont plus vite que la vitesse de la lumière dans ledit milieu. L’appellation de propulsion Tcherenkov est donc astucieusement forgée puisqu’il évoque un dépassement de la vitesse de la lumière, mais ça s’arrête là. Les croiseurs de classe Athéna qui mènent les troupes sur les zones de conflits et dont on voir ci-dessous un fan art ont belle allure mais on ignore tout à fait à quoi ils carburent.  On est dans le cas 1, sans discussion possible, et je vais mettre ça dans la catégorie “Tachyon”, on verra après ce que cela désigne.

Fondation

Dans le Cycle de Fondation d’Asimov, on retrouve l’hyperespace, et les voyages au sein de l’Empire trantorien, qui s’étend d’un bout à l’autre de la Galaxie, se font en empruntant cette dimension parallèle. Le seul inconfort que présente le trajet est une légère crispation au niveau de l’abdomen au moment du bond. Cas 1, sans discussion.

Dune

Dans le cycle de Dune de Franck Herbert, nous avons une Guilde Spatiale qui dispose du monopole du voyage spatial et utilise à cet effet de gigantesques vaisseaux, les Longs-Courriers, propulsés par des générateurs Holtzmann, qui autorisent des déplacements spatiaux instantanés. L’effet Holtzman qui permet de telles prouesses n’est, ô surprise, pas détaillé dans la série, on sait seulement qu’il permet de plier l’espace pour naviguer sans se déplacer. Il est dit également que le modèle mathématique qui base cet effet est bien trop compliqué pour être manipulé par l’esprit humain, aussi la Guilde spatiale utilise-t-elle l’Épice pour produire des Navigateurs doués de prescience, seuls capables de guider les navires dans les méandres des plis spatiaux. On a bien compris que l’effet Holtzman n’est qu’un nom, mais, là encore, on note l’effort de relier ça au concept de warpdrive ce qui vaut un petit (+)

Hypérion

Dans l’univers des Cantos d’Hypérion les voyages entre les différentes planètes de l’Hégémonie s’effectuent de deux façons, soit par un système élaboré de téléportation, le réseau de portails distrans , qui permet des déplacements instantanés entre deux points munis de portes, soit par transport plus classique à bord de vaisseaux spatiaux équipés de moteurs à propulsion Hawking (Hawking Drive en VO), qui apparaissent pour la première fois dans l’Eveil d’Endymion et dont le nom rend hommage bien entendu au très estimé savant du XXIe siècle, Stephen Hawking. On n’en saura pas plus sur ces merveilles de la technologie, seulement qu’ils sont capable de vous emmener mille fois plus vite que la lumière. Les vaisseaux à propulsion Hawking sont en outre conçus pour maintenir les voyageurs en état de sommeil cryotechnique, appelé « état de fugue » durant le trajet.

L’efficacité des portail distrans est phénoménale. À l’occasion du cinquième centenaire de l’Hégémonie, les mystérieuses IA, les Intelligences Artificielles, qui vivent à part de l’Humanité dans un espace énigmatique, le Technocentre, et qui sont en charge de ces portails, ont utilisé des portes distrans pour faire circuler un fleuve, le Téthys, de planètes en planètes, sur l’ensemble de la Galaxie, permettant ainsi le développement spectaculaire d’un commerce fluvial interstellaire. Et un des personnages de la saga est suffisamment fortuné pour se payer un appartement dont chaque pièce est située sur une planète différente.

Quoique l’auteur passe pas mal de temps à détailler ces divers modes de déplacement, qui jouent un rôle crucial dans la narration, ils sont tous aussi infondés les uns que les autres et on a donc trois (-).

La Guerre Éternelle

Dans La Guerre éternelle de Haldeman, les vaisseaux sont munis de moteurs tachyoniques permettant de s’approcher très près de la vitesse de la lumière, et l’auteur prend en compte habilement les effets temporels relativistes qui sont en fait au cœur de l’intrigue. Pour les trajets interstellaires ces vaisseaux relativistes vont rejoindre des collapsars (des étoiles effondrées, on dirait aujourd’hui des trous noirs) autorisant des saut instantanés d’un système stellaire à un autre. L’auteur est titulaire de l’équivalent d’une licence en astronomie (baccalauréat dans le monde anglo-saxon), il fait un usage correct des effets relativistes et les collapsars sont reliés par des ponts Einstein-Rosen, ça vaut un (+). Pour la propulsion tachyonique par contre, c’est un (-). Le tachyon désigne en Physique une particule dont la masse serait imaginaire dans la théorie de la Relativité. C’est donc bien un terme scientifique, mais qui désigne quelque chose qui n’existe pas et aucun concept de propulsion tachyonique n’a jamais été proposé.

Alien

L’univers des Alien est plus low-tech, donc plus réaliste en un sens, il s’affronte plus courageusement, dirais-je, à l’obstacle de la durée des trajets. Ceux-ci peuvent durer des années, voire des décennies, durant lesquelles il faut placer l’équipage en en hibernation, ou biostase. Je n’ai par contre aucun détail sur le mode de propulsion des vaisseaux. J’ai mis un (+) pour l’hibernation, quoique, de mon point de vue, on ne dispose d’aucun moyen, dans les sciences du vivant, permettant de stopper complètement les processus biologiques.

Avatar

Dans Avatar, un réel effort de réalisme a été consenti, au point que l’excellent Roland Lehoucq, physicien au CEA-Saclay, et qui s’est fait une spécialité de décrypter scientifiquement les univers de science fiction, a pu effectuer une analyse du Venture Star, le vaisseau utilisé pour atteindre Alpha du Centaure.

Le vaisseau est censé atteindre les deux tiers de la vitesse de la lumière, en incluant – c’est notable – un freinage, et pour que la taille des réservoirs soit réaliste il faut, selon mon analyse, envisager un cas très idéal (du carburant d’antimatière, éjecté à au moins 30% de la vitesse de la lumière, en valeur estimée, ce qui reste technologiquement irréaliste). Quoique peu réaliste, le cas d’Avatar mérite donc d’être considéré à part au sein de notre petit échantillon. La technologie y est certes fictive, mais la science est correctement traitée et l’architecture du vaisseau peut être analysée rationnellement. Il mérite ses trois petits (+++).

Valérian

Dans le monde de Valérian et Laureline, retour à la science fictive, on y pratique sans contrainte le saut spatio-temporel qui permet un déplacement instantané et sans effort, non seulement dans l’espace mais également dans le temps, donnant une totale liberté à la narration. On est en présence d’un cas 1 caractérisé.

Yoko Tsuno

Yoko Tsuno évolue dans un monde qui semble moins fantaisiste, et la plupart des aventures se déroulent sur Terre avec des technologies de notre temps, mais notre héroïne, dès les premiers albums, fait la connaissance d’êtres étranges à la peau bleue, les Vinéens. Des êtres ma foi forts fréquentables mais plus qu’extra-terrestres : carrément extra-galactiques ! Des habitants de M33, la galaxie du Triangle, la petite cadette de notre Groupe Local de galaxies, située à quelques 2,8 millions d’années-lumière de la Terre, qui dit mieux ? Et au tome 6 de la série dans l’album intitulé Les 3 Soleils de Vinéa, elle va être conviée avec ses fidèles compagnons Vic et Pol, à rejoindre la planète d’origine de ces vinéens dans une navette galactique dont l’auteur prend soin de nous expliquer les arcanes. J’ai lu et relu ces deux bandes de vignettes, je vous les remets pour le plaisir.

Qu’en dites-vous ? Un milieu dont la lumière a été supprimée et qui permet de dépasser la vitesse de la lumière, c’est classe ou c’est pas classe ? Oui allez, c’est pas mal. Mais ça reste complètement et définitivement vide de sens au plan de la physique théorique. Et non Yoko, un trou noir ce n’est pas un endroit dont on a supprimé la lumière, même de très loin, ce n’est pas le concept. On n’échappe pas au cas 1. Un (-) que je vais mettre dans la catégorie “Tachyons” (on dépasse la vitesse de la lumière sans passer par un raccourcis hyperspatial et sans non plus replier l’espace).

Aldébaran

On passe pour finir au monde d’Aldébaran, où on apprend, je cite un résumé de l’oeuvre, qu’en 2037, le professeur Alvin Benevides reçoit le Prix Nobel de Physique pour ses travaux sur un procédé de transfert quantique. Le Benevides Transfert permet d’aller plus vite que la vitesse de la lumière, ce qui va marquer le début d’une ère de colonisation spatiale en commençant par la planète Aldébaran-4, en orbite autour de l’étoile Aldébaran, à 64 années-lumière de la Terre. En 2078, après 30 de préparatif, l’astronef Johannes Kepler va croiser vers Aldébaran avec 1500 colons à bord, et le rejoindra en 255 jours. 255 jour pour parcourir donc 64 années-lumière. Même si l’oeuvre de Léo est beaucoup plus hard science, plus réaliste si vous voulez, que l’univers de Valérian, la propulsion relève quand même du cas 1, aucun principe physique intelligible ne peut être convoqué. Comme on parle de transfert quantique je mets le moins dans la catégorie Téléportation, mais à dire vrai celle de Tachyon pourrait tout aussi bien convenir.

Conclusions

Au bilan de ce minuscule sondage, une vingtaine de “moyens” ont été invoqués, dont la moitié sans aucun soucis de justification théorique. Ce sont simplement des mots qui évoquent vaguement l’univers de la relativité générale ( propulsion Hawking) ou de la mécanique quantique (téléportation), ou d’un mélange des deux.

Parmi les moyens qui s’appuient sur une physique spéculative on a le warpdrive et les ponts Einstein-Rosen (tous les moyens de déplacement à base de trous noirs). J’ajoute à cela l’hibernation ou biostase, qui semble un moyen relativement moins fantaisiste que ce qui précède, et nettement moins gourmand en énergie à l’évidence, mais qui implique un arrêt complet des processus biologique ce qui reste extrêmement spéculatif.

L’usage d’antimatière (ou de fusion) nous fait entrer dans de la physique mieux établie mais dans un seul cas, celui d’Avatar les concepteurs ont semblé se préoccuper des ordres de grandeurs (notamment en prévoyant des réservoirs au vaisseau).

Treize œuvres on est d’accord que ce n’est pas beaucoup pour faire une statistique, et dans les commentaires je vous invites à compléter avec vos lectures, pour rallonger le tableau et aboutir à des ratios plus solides.

 Hyper
espace
Warp
drive
Télépor
tation
Tach
yon
Anti
matière
Hiber
nation
Star Wars (1977)     
Star Trek (1966) + ++ 
Stargate (1997) +     
Starship Troopers (1959)
Fondation (1951)      
Dune (1965) +    
Hypérion (1989)   – 
La Guerre Éternelle (1974)+    
Alien (1979)     +
Avatar (2009)    ++++
Valérian (1970)     
Yoko Tsuno (1976)
Aldébaran (1994)+
TOTAL523424

La contrainte narrative du temps

La raison sous-jacente à cette aisance des déplacements dans toute ces œuvres de fiction relève essentiellement d’une contrainte narrative. Un récit, quel qu’il soit, met en scène très généralement un personnage central, ou un petit groupe de protagonistes, a qui il arrive diverses péripéties, et si on veut que ce récit se déroule en divers lieux situés sur des planètes distantes, il faut que le trajet qui les relie tienne en bien moins qu’une vie humaine. Difficile de trouver une intrigue capable de rebondir sur plusieurs générations, plusieurs millénaires même, avec nécessité à chaque fois qu’on veut faire avancer le récit de reconstruire un nouveau set de personnages qu’il faut relier aux précédents. Mais voilà, cette contrainte est , répétons le, toute littéraire et en tant que telle, elle ne doit tenir aucune part à notre réflexion. Strictement aucune. Et voilà un premier obstacle à affronter. Pour plonger dans le sujet, à la recherche d’une voie permettant de rejoindre un autre système stellaire, il va falloir pour commencer nous contraindre à une forme d’ascèse afin de nous débarrasser des tous les réflexes mentaux qui résultent de cette imprégnation culturelle. Et particulier, si on veut prétendre réaliser la prophétie, il va falloir considérer la contrainte temporelle du voyage bien en face.

Et l’énergie dans tout ça ?

La deuxième contrainte qui passe allègrement à la trappe au sein de ces récits de science-fiction est l’énergie.

Ce n’est pas un problème très simple à empoigner, notamment parce qu’il fait corps avec la contrainte de durée. L’énergie nécessaire dépend de la masse et de la vitesse à atteindre. Et la vitesse à atteindre dépend du temps que l’on se donne pour effectuer le trajet.

Afin de dégrossir le sujet, considérons un rythme de progression d’une année-lumière par siècle, soit une vitesse à atteindre, v égale à 1% de la vitesse de la lumière. L’énergie nécessaire pour accélérer une masse m à une vitesse v en partant du repos est :

E = \frac{1}{2} m v^2 ,

la formule de l’énergie cinétique. Il faut ensuite freiner pour arriver à vitesse nulle à destination, ce qui nécessite exactement la même énergie que pour accélérer à cette vitesse. Le total est donc deux fois ½ mv², soit mv² tout rond. Si m est mesuré en kg et v en m/s, l’énergie s’exprime en joule. On peut diviser le total par la masse m pour avoir l’énergie nécessaire par unité de masse. On arrive a ce résultat très simple : le coût énergétique du trajet est de v² joules par kilogramme (avec v mesurée en mètre par seconde).

Bien entendu, ce total est un minorant. En plus du corps du vaisseau il va falloir accélérer la masse de carburant qui est maximale au départ et qui va décroître durant le trajet, et le calcul de la masse carburant n’est pas simple, simple. On détaillera tout ça dans d’autres épisodes, retenez à ce stade qu’on peut s’en tirer en multipliant le total par un facteur 2 (vraiment au minimum, car ça nécessiterait une masse de départ infinie) ou plus probablement 3 en maintenant la masse de départ dans des limites raisonnables et sans tenir compte des pertes inévitables. Cela ne change pas les ordres de grandeur, mais disons ça : raisonnablement il faut compter au minimum 3v² joules par chaque kilogramme de charge utile.

Notez bien que l’énergie du trajet ne dépend de la longueur du trajet, comme c’est le cas sur Terre. Pour un trajet à la surface de la Terre on estime nos besoins en carburant en litre pour cent kilomètres par exemple, que ce soit en voiture, en bateau, en avion, etc. car nous progressons dans un milieu visqueux et résistant, de l’air ou de l’eau. Tout mouvement non entretenu finit par s’interrompre rapidement au bout de quelques mètres, quelques kilomètres au maximum, quasi instantanément à l’échelle du trajet. L’espace est vide, il n’oppose aucune résistance au mouvement. Cela présente l’intérêt qu’on peut continuer sur son élan pendant des millions, des milliards de km, des années-lumière même, sans dépenser une goutte supplémentaire de carburant. Par contre, pour freiner, on ne peut pas compter sur les frottements comme sur Terre, il faut dépenser la même quantité de carburant que pour l’accélération.

Il faut se donner un ordre de grandeur pour la charge utile, mais c’est très compliqué de faire ça bien, à ce stade de la réflexion. On va donc se contenter pour le moment d’une estimation au doigt mouillé. Quelle était la masse du module lunaire Eagle qui a posé des astronautes sur la Lune en 1969 ? Environ 2 tonnes sans le carburant, pour 2 astronautes. Et ils ont passé environ une journée dans ce module à la surface du sol lunaire. Oui, je triche un petit peu, voire beaucoup : la mission a duré en fait 195 h soit un peu plus de 8 jours, et pendant tout ce temps ils sont resté dans un habitacle guère plus grand. Mais essayons quand même ça : la masse utile nécessaire serait de l’ordre de 1 tonne par personne et par jour passé dans l’espace. Du coup, on retrouve ici une dépendance à la durée : plus le trajet s’allonge, plus le vaisseau devra être massif, ce qui va avoir un impact sur l’énergie nécessaire à sa propulsion.

Voyons ce que ça donne dans un cas concret : l’étoile la plus proche, Proxima Centauri est située à 4,2 années-lumière de nous. Et nous avons dit que la vitesse de progression était de 1 année-lumière par siècle. On atteint donc notre destination au bout de 420 ans, soit 150 000 jours. En appliquant notre ratio de 1 t/jour/personne, la charge utile s’élève donc à 150 000 t par passager, et l’énergie carburant nécessaire s’élève donc à 4.1021 J par personne. Cela fait beaucoup, sans doute, mais à quel point ? Wikipédia me dit que la production mondiale d’énergie commercialisée (pétrole, gaz, charbon, nucléaire, hydroélectricité, etc) était en 2018 de 13 865 millions de tonne équivalent pétrole, ce qui représente 5,7.1020 J. Soit à peine 15% de l’énergie nécessaire pour envoyer une seule personne vers Proxima. Donc oui, c’est vraiment beaucoup. La question de l’énergie, après celle de la durée du trajet, est donc centrale dans la réflexion, et vous m’accorderez que dans les récits de science-fiction, on s’en contre-balance hardiment. Le Faucon Millénium semble faire le plein à la pompe peu près comme un avion de chez nous.

Maintenant vous vous dites que j’ai peut être un peu trop chargé la barque. Ces 150 kt par passager ne résultent pas d’une méthode de calcul éprouvée, scientifiquement validée, et on pourrait déjà réduire cette quantité en réduisant la durée du trajet. Mais regardez la formule : E = 3 mv² par passager. Disons qu’on veuille diviser le temps de trajet par dix. Cela implique de multiplier la vitesse par dix. Et comme elle figure au carré dans la formule, il faut multiplier le total par cent. Par contre, si on garde notre méthode de calcul d’une masse par passager proportionnelle au temps de trajet, on divise cette masse également par dix. Au total on multiplie par cent et on divise par dix, ce qui revient à multiplier le total par dix seulement. Mais ce n’est pas tout. Nous n’avons pas encore parlé du nombre total de passagers au sein du vaisseau et ce nombre conditionne directement sa masse totale. Mettons qu’on passe d’un trajet de quatre siècles à une quarantaine d’années pour atteindre Proxima Centauri, certainement qu’on peut réduire drastiquement la taille de l’expédition ! De combien ? Là encore, il n’existe pas de méthode de calcul rigoureuse. Mais disons que l’effectif de l’équipage dépende comme de la masse par passager d’une fonction linéaire du temps de trajet. Si la durée du trajet est dix fois plus courte, on aura besoin d’un équipage dix fois plus réduit. Du coup on diminue à nouveau par dix la masse utile du vaisseau et l’énergie totale nécessaire est donc la même que pour un trajet plus long.

Que retenir de tout ça ? Eh bien que l’énergie totale est sans doute une quantité robuste. On a vu qu’elle ne dépendait pas de la distance et on voit par le raisonnement qui précède qu’elle ne dépend pas non plus énormément de la durée du trajet. Que l’on voyage des décennies ou des siècles, l’ordre de grandeur devrait rester le même. Et très élevé. Bon, par contre si le trajet est plus court, le vaisseau à construire devrait être plus petit.

Mais c’est sans compter une troisième contrainte oubliée, qui concerne la planète de destination. C’est un sujet qui mérite à lui tout seul un long développement. Rendez-vous au prochain épisode.

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Quel est votre objectif ?

  • Vos nouveaux lecteurs ont besoin de contexte. De quoi parlerez-vous ? Pourquoi devraient-ils lire votre blog ?
  • Cela vous aidera à vous concentrer sur vos idées à propos de votre blog et sur la façon dont vous souhaitez le développer.

L’article peut être court ou long, contenir une introduction personnelle sur votre vie, décrire la mission de votre blog, présenter un manifeste pour l’avenir ou énoncer simplement vos sujets de publication.

Pour vous aider à commencer, voici quelques questions :

  • Pourquoi créez-vous un blog public au lieu de tenir un journal personnel ?
  • Quels seront les thèmes que vous aborderez ?
  • Quelle est la cible privilégiée de votre blog ?
  • Si votre blog passe la première année avec succès, qu’espérez-vous avoir accompli ?

Répondre à ces questions ne vous enferme pas définitivement dans une voie. Ce qui est magnifique avec les blogs, c’est qu’ils sont en constante évolution au fur et à mesure de vos apprentissages, de votre développement et des interactions avec autrui. Il est toutefois opportun de savoir où et pourquoi vous vous lancez. L’articulation de vos objectifs peut simplement contribuer à apporter de nouvelles idées d’articles.

Vous ne savez pas trop comment commencer ? Écrivez simplement la première chose qui vous passe par la tête. Anne Lamott, auteur d’un excellent livre sur le processus d’écriture, affirme qu’il est nécessaire de s’autoriser un « premier jet bordélique ». C’est un enseignement essentiel : commencez par écrire, vous vous occuperez de retoucher votre texte plus tard.

Une fois que vous êtes prêt à publier, attribuez à votre article trois à cinq étiquettes qui décrivent son sujet : littérature, photographie, fiction, parentalité, alimentation, voitures, films, sports, etc. Ces étiquettes aideront les internautes intéressés par ces sujets à vous trouver dans le Lecteur. Veillez à ce que l’une de ces étiquettes soit « zerotohero », afin que les nouveaux blogueurs puissent vous trouver également.