Colonisation de l'espace - Définition
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Études théoriques sur une colonisation au-delà du système solaire
La colonisation de tous les sites exploitables du système solaire prendrait des dizaines ou des centaines d'années et celui-ci ne contient aucune planète aussi hospitalière que la Terre. Il y a des centaines de milliards d'étoiles dans notre Galaxie, la Voie lactée, avec des cibles potentielles pour la colonisation spatiale. Au vu des distances écrasantes entre les étoiles, le sujet commence à dépasser le domaine de la science pour entrer dans celui de la prospective et de la science-fiction. Mais même à ce niveau, des travaux ont été accomplis par des scientifiques pour explorer les diverses possibilités, mais aucun de ceux-ci n'a dépassé le stade théorique.
Détermination des destinations
Depuis le début des années 1990, de nombreuses exoplanètes ont été découvertes (464 au 6 Juillet 2010), certains systèmes planétaires comprenant de 4 à 5 planètes. La technologie actuelle permet seulement de détecter des géantes gazeuses, mais certaines sont situées dans la zone habitable de leur étoile et pourraient posséder des lunes favorables à la colonisation ou pouvant abriter la vie. La recherche d'une planète tellurique comme la Terre est l'objectif des programmes Terrestrial Planet Finder de la NASA et Projet spatial Darwin de l'ESA prévus pour les années 2020. La détermination de l'habitabilité d'une planète sera de la plus haute importance avant de lancer des expéditions dans un lointain futur. Le catalogue HabCat, constitué pour le programme SETI, recense 17 129 étoiles pouvant abriter des planètes habitables. L'idéal est de trouver une planète orbitant dans la zone habitable d'un jumeau solaire.
Parmi les meilleurs candidats identifiés jusqu'ici, vient l'étoile double Alpha Centauri, une des plus proches de la Terre et qui peut abriter un système planétaire stable. Alpha Centauri figure au sommet de la liste de recherche du Terrestrial Planet Finder. Tau Ceti, située à environ 11 années-lumière de la Terre, a une grande quantité de comètes et d'astéroïdes en orbite autour d'elle qui pourraient être utilisés pour la construction d'habitats humains.
La découverte, le 24 avril 2007, de Gliese 581 c et Gliese 581 d, super-Terres situées dans la zone habitable de leur soleil Gliese 581, à 20,5 années-lumière du système solaire, renforce les espoirs de trouver une destination habitable et un jour accessible aux technologies humaines.
Transport interstellaire
Un vaisseau interstellaire réclame un système de propulsion permettant d'acquérir une vitesse bien supérieure à celle des vaisseaux interplanétaires existant si l'on veut atteindre l'étoile cible en un temps raisonnable. À titre d'exemple, l'objet construit par l'homme le plus éloigné de la Terre et s'en éloignant le plus vite, la sonde Voyager 1 lancée en 1977 et ayant acquis une vitesse de 17,37 km/s, soit 3,5 UA/an, a seulement atteint les limites du système solaire et mettrait plus de 72 000 ans à rejoindre l'étoile la plus proche, Proxima Centauri.
Le projet Orion, mis en place dans les années 1950, est la première étude de conception d'un véhicule spatial mû par propulsion nucléaire pulsée. L'idée est proposée par le mathématicien Stanislaw Ulam et le projet est mené par une équipe d'ingénieurs comprenant quelques célébrités comme les physiciens Theodore Taylor ou Freeman Dyson. La vitesse de croisière atteignable par un vaisseau Orion à fusion est de 8 à 10 % de la vitesse de la lumière (0,08 à 0,1 c). Un vaisseau à fission pourrait atteindre de 3 à 5 % de la vitesse de la lumière. À 0,1 c, un vaisseau Orion à fusion mettrait 44 ans pour atteindre Proxima Centauri, l'étoile la plus proche. Le projet perd son soutien politique à cause des inquiétudes au sujet des contaminations provoquées par la propulsion et est définitivement abandonné suite au traité d'interdiction partielle des essais nucléaires de 1963.
La première amélioration du concept Orion est proposée en 1978 par la British Interplanetary Society. Le projet Daedalus est une sonde interstellaire automatique envisagée vers l'étoile de Barnard qui atteindrait 12 % de la vitesse de la lumière grâce à un système de propulsion basé sur la fusion explosive de pastilles de deutérium ou tritium déclenchée par confinement inertiel. Néanmoins, ce projet ne prévoit pas de systèmes de ralentissement et ne permet donc qu'une exploration express d'un système planétaire et encore moins une colonisation.
En 1989, l'US Navy et la NASA améliorent encore Daedalus avec le projet Longshot, une sonde de 396 tonnes. L'objectif est d'atteindre en 100 ans le système triple Alpha Centauri, plus proche voisin du Soleil (distant de 4,36 al) et de s'injecter en orbite autour de Alpha Centauri B. Le moteur fonctionnerait pendant la totalité du transit accélérant (puis décélérant) en permanence le véhicule.
Prospective
L'humanité est donc encore loin d'un vaisseau habité interstellaire et plus encore d'un vaisseau colonisateur qui devrait avoir des systèmes de support de vie pour un voyage qui durerait au minimum une cinquantaine d'années pour atteindre les étoiles les plus proches. L'hypothèse la plus vraisemblable est la construction d'un vaisseau à génération ou une arche spatiale comme celle imaginée par Robert Goddard qui voyagerait bien en deçà de la vitesse de la lumière, avec un équipage se renouvelant sur plusieurs générations avant que le voyage ne soit terminé. Cela pourrait être accompli par une colonie du système solaire déjà autosuffisante dans un habitat spatial et qui serait dotée d'un moyen de propulsion. L'hypothèse d'un vaisseau dormant dans lequel la plupart ou la totalité de l'équipage passerait le voyage sous une forme de cryonie (improprement appelée animation suspendue ou hibernation), et donc nécessitant un système de support de vie moins important, n'a pas été développée par les scientifiques car il n'est pas encore possible de ramener à la vie un humain placé en cryonie.
Pour l'astrophysicien Nicolas Prantzos, même si la colonisation d'autres systèmes planétaires est estimée impossible par certains scientifiques à causes des difficultés techniques aujourd'hui insurmontables, il pourrait émerger dans deux ou trois siècles au moins, trois types de civilisations : une colonisant des planètes semblables à la Terre grâce à la terraformation, une autre colonisant des astéroïdes et des comètes, une troisième voyageant à travers les étoiles à bord de vaisseaux mondes.
