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                                     Le voyage

5 ... 4 ... 3 ... 2 ... 1 ... ZERO !

La toute nouvelle Ariane 8 s'ébranle ... Puis lentement , elle s'élève , de plus en plus vite , nous écrasant litéralement sur nos sièges . C'est elle qui emporte la toute dernière génération de navette spatiale spécialement concue pour notre mission . 110 secondes après le décollage , deux détonations sèches : les boosters à poudres d'Ariane viennent d'être largués , pour finalement retomber sur Terre . Encore 7 minutes plus tard , et la navette se sépare du lanceur , qui la poussait jusqu'alors . " Déclenchement Mission Sagittarius A* " : c'est le top départ des techniciens restés au centre de contrôle de Kourou . Désormais nous sommes livrés à nous même . Direction ? Le centre de notre galaxie , à quelques 26000 années lumière (a.l.) soit 2,5 1017 km .

Et c'est là que ce situe tout le problème ... Même la lumière met 26000 ans pour se rendre au centre de notre galaxie en partant de la Terre . C'est beaucoup trop long pour le voyage d'une poignée d'humains ! Dès lors , comment couvrir de telles distances en un temps assez court pour notre équipe ?

 

1)   SE PROPULSER ?

Jusqu'alors , les fusées de vieille génération atteignaient 500 km/s avec une propulsion de type chimique , combinant oxygène et hydrogène liquide . Puis on construisit des fusées avec une propulsion de type nucléaire , qui pouvaient atteindre les 30 000 km/s . C'est beaucoup , mais vraiment pas assez . Le mieux serait de voyager plus vite que la lumière .

Propulsion de type chimique
Deux types de propulsion
A gauche , la propulsion de type chimique , peu performante mais encore utilisée dans l'atmosphère terrestre pour des raisons de sécurité . A droite la propulsion de type nucléaire , beaucoup plus rentable et puissante .
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Il y a cependant un gros problème . La célèbre formule d'Einstein : E = m c² ( E : énergie , m : masse , c² : la vitesse de la lumière dans le vide au carré ) met en relation masse et énergie : la masse est en fait une forme de l'énergie . Et lorsque un objet prend de la vitesse , son énergie E augmente . Et si son énergie augmente , il faut aussi que sa masse m augmente pour que l'égalité soit toujours vérifiée sachant que c² est une constante . Mais attention , cette " prise de masse " n'est en fait valable que lorsque l'on approche la vitesse de la lumière . Ainsi , la masse serait multipliée par un chiffre en augmentation permanente à mesure qu'elle s'approcherait des 300 000 km/s , jusqu'à finalement tendre vers l'infini . Et du coup , la quantité de carburant à apporter tendrair elle aussi vers l'infini . Il donc impossible de propulser notre vaisseau jusquà la vitesse de la lumière !
 

2)   OU DEPLACER L'UNIVERS ...

Impossible donc de dépasser ou même d'atteindre la vitesse de la lumière . Notre voyage semble sérieusement compromis . Et pourtant , pour parcourir de telles distances , nous allons utiliser un procédé qui a été imaginé au XXème siècle , dans ... les films de science-fiction ! Il s'agit du " Warp Drive " ( propulsion à distorsion ) , c'est lui qui permet à l'Enterprise de " Star Treck " de se transporter d'un bout à l'autre de la galaxie en un termps record . Les ingénieurs qui ont conçu notre navette n'ont donc rien inventés .
On a vu qu'il était impossible qu'un vaisseau dépasse ou même atteigne la vitesse de la lumière . Cependant , on a aussi vu que l'espace-temps , et donc l'Univers en quelques sortes , est flexible ( déformer par la masse et l'énergie ) , et qu'il peut se contracter ou s'étirer à la manière d'une bande élastique , et ceci à des vitesses qui peuvent être plus élevées que celle de la lumière .
 


Le vaisseau Enterprise de Star Treck
Celui-ci se déplace rapidement ( plusieurs fois la vitesse de la lumière ) en déformant l'Univers .
 

 

3)3)   FONCTIONNEMENT DU MOTEUR A DISTORSION

Il suffit de s'imaginer dans le vaisseau spatiale : si l'espace-temps se dilate soudainement à l'arrière de celui-ci , un point qui était auparavant derrière vous est maintenant beaucoup plus loin . De même , si l'espace-temps se contracte juste devant vous , un point qui était auparavant assez loin est maintenant à portée [ voir dessin ci-dessous ] . Le vaisseau peut ainsi " se déplacer " à des vitesses plus rapides que celle de la lumière puisque ce n'est pas lui qui bouge mais bien l'Univers ( la théorie d'Einstein n'est pas violée ) .


Déformation de l'espace-temps
Dilater l'espace-temps à l'arrière du vaisseau et le contracter à l'avant . Porté par la vague , le vaisseau se déplace plus vite que la lumière pour un observateur extérieur , alors qu'il ne bouge réellement pas de sa portion d'espace .
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Il faut cependant un moyen pour créer cette déformation de l'espace-temps : il nous faut de " l'énergie négative " sous forme de matière exotique [voir Détails] . En effet , sa violente répulsion avec l'énergie ( positive ) contenue dans notre Univers permettrait de déformer complètemement l'espace-temps en créant une force anti-gravitationnelle .

LA MATIERE EXOTIQUE [Détails]
Tout ce que nous connaissons est constitué de matière : vous , la Terre , le Soleil et probablement l'Univers . On sait aussi qu'il existe de l'antimatière capable de s'annihiler avec la matière . Ces deux "types" de matière ont une masse et une énergié positive . Il existe aussi un troisième "type" qui a la particularité de posséder une énergie négative ( et une masse à priori nulle ) : il s'agit de la matière exotique ( ou matière anti-gravitationnelle ) . On pense qu'il en a existée aux premiers instants de l'Univers .

Là encore , il ya un gros problème à la réalisation de cette déformation de l'espace-temps . Pour courber l'espace-temps autour du vaisseau de cette manière , il faudrait plusieurs milliards de fois la quantité d'énergie contenu dans tout l'Univers en énergie négative . C'est une quantité bien évidemment impossible à trouver et à emporter ...
Il existe pourtant une solution . Miguel Alcubierre , physicien mexicain , et Chris Van Den Broeck , physicien belge , ont réussi à résoudre ce problème . La vague autour du vaisseau coûte beaucoup trop chère en énergie . Il faudrait créer une minuscule vague , concentrée sur 10-9 mm ( 1 millionième de millimètre ) voir sur moins . Puis avec de la matière exotique , on créé une bulle d'espace-temps au centre de cette vague , en forme de "bouteille" , que l'on gonfle toujours avec de la matière exotique , et dans laquelle notre vaisseau pourra prendre place .
 

La " solution bulle "
Une bulle à la fois gigantesque mais de base infiniment petite abrite le vaisseau . La vague nécessaire pour déplacer la bulle , et donc le vaisseau , ne demande que peu de matière exotique car elle est minuscule ( quelques grammes suffisent ) .
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Le fichier ci-dessous comprend les équations utilisées par Chris Van Den Broeck pour réaliser ce moteur à distortion : ce fichier est hors TPE car trop complexe ... Réservé aux amateurs !

 Télécharger le fichier de Van Den Broeck
( en anglais , format PDF , 98 Ko , Hors TPE )

Le plus dur , c'est de faire rentrer le vaisseau dans la bulle par la minuscule entrée ... Les ingénieurs de l'ESA ont réussi à résoudre ce petit problème mais nous n'avons le droit de vous en dire plus . Il en va de même pour le contrôle du moteur Warp et la vitesse choisie : top secret ...

33)   AUTRE QUALITES DE NOTRE VAISSEAU

Bien que le moteur à distorsion soit un des éléments le plus importants de notre navette , il n'est pas le seul pour que notre mission arrive à terme . En effet , il faut pouvoir amener assez de carburant , en l'occurence de la matière exotique , mais ceci ne pose pas de problème étant donné la faible quantité nécessaire , le plus dur étant plutôt le stockage . Un moteur à propulsion nucléaire est combiné au moteur Warp pour les déplacements sur de courtes distances . Il est par ailleurs prévu un stock de vivre suffisant pour tenir plusieurs années , une pile atomique qui va nous fournir toute l'énergie nécessaire à nos instruments , ainsi qu'un module de recyclage de l'air et de l'eau car il est bien évident que nous ne pouvons emporter ces deux composants en quantité suffisante . Un générateur de pesanteur est aussi nécessaire pour faciliter les déplacements , ainsi que pour éviter le mal de l'espace ( le corps humain n'est pas habitué à vivre sans pesanteur ) . La plupart des systèmes sont doublés voir triplés pour permettre à la mission de se prolonger en cas de panne . Il faut aussi faire face à un autre problème lié au voyage spatial : les ondes cosmiques ( rayon gammas , X ... ) meurtrières pour l'homme . Notre navette est donc équipée d'un épais blindage de tungstène : la meilleur protection contre tous ces rayonnements .

 

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