Hoe kom je bij de dichtstbijzijnde exoplaneet bij de aarde

“Hoe lang duurt het om met de huidige middelen een exoplaneet te bereiken waarvan de ster het dichtst bij de aarde staat?”, vraagt ​​Seb C ‘Terwijl op de pagina’ Facebook sociale netwerksite van Wetenschap en de toekomst. Pour lui répondre, nous vous proposons de (re)découvrir ci-dessous l’interview de Christophe Bonnal, ingénieur au Centre National d’Études Spatiales (Cnes), que nous avons réalisé en 2016. Merci à tous pour votre vraag deelname van de week!

Iets meer dan 60.000 jaar geleden kwam ik bij Proxima b…

Te vroeg en tegelijkertijd te ver weg. Zo kunnen we de wonderbaarlijke exoplaneet Proxima b beschrijven, die zich “slechts” 4,24 lichtjaar van ons vandaan bevindt. Wetenschapper “Potentieel bewoonbaar” (Maar sommige items die aangeven dat dit zo is) Niet erg bevorderlijk voor het ontstaan ​​van leven) die om de ster draait die het dichtst bij ons staat, Proxima Centauri. Is het mogelijk om menselijke ontdekkingsreizigers daarheen te sturen, of alleen een sonde om het landschap nader te onderzoeken? Wetenschap en de toekomst Hij gaf een interview aan Christophe Bonal.

Science et Avenir: Hoe lang duurt het bij de huidige stand van de technologie om bij Proxima b te komen?

Christoffel Bonal: Onze snelste sensoren kunnen met 15 kilometer per seconde ronddraaien. Iets meer als ze eerder zwaartekrachtstuiters hadden uitgevoerd (dat wil zeggen, als ze de zwaartekracht van een planeet gebruikten om te versnellen als een steen in een katapult, opmerking van de redacteur). Maar deze snelheid blijft onvoldoende om te hopen op een redelijke termijn Proxima b te bereiken. Momenteel is het bekroonde schip van de Distance from Earth de Voyager 1-sonde, die in 1977 werd gelanceerd. Meer dan 20 miljard kilometer van de aarde. Maar hoe enorm deze afstand ook klinkt, hij is slechts … 0,002 lichtjaar verwijderd. Met andere woorden, hoewel de Voyager 1 al meer dan 30 jaar met meer dan 62.000 km/u reist (hij begon zijn reis naar de uiteinden van ons zonnestelsel pas in 1989), heeft de sonde slechts 0,05% van de afstand afgelegd Proxima B. In dit tempo (en ervan uitgaande dat Voyager 1 in de goede richting gaat, wat niet het geval is), zou de sonde iets meer dan 60.000 aardse jaren nodig hebben om zijn bestemming te bereiken. Om te zeggen dat het te lang is, zou een understatement zijn…

De ster Proxima Centauri is een rode dwerg die heftige vulkaanuitbarstingen meemaakt. aan hem toegeschreven: Roberto Molar Candanosa/Carnegie Instituut voor Wetenschap, NASA/SDO, NASA/JPL.

Zijn er geen andere technologieën die het mogelijk maken om zo’n reis te overdenken?

Een alternatief zou zijn om bijvoorbeeld ionenvoortstuwing te gebruiken. Dit type motor werkt door elektronen uit een vloeistof zoals xenon te plukken en ze vervolgens te versnellen met behulp van een combinatie van elektrische en magnetische velden. Europese Smart-1 sonde Die in 2003 van start ging met een dergelijke motor. Deze stuwkrachtmodus produceert een zeer lage stuwkracht, maar wordt uitgevoerd met een specifieke sterke puls (dwz een zeer hoge gasuitstootsnelheid). Na een bepaalde acceleratietijd maakt dit type motor het mogelijk om vier keer hogere snelheden te bereiken (60 km/s). Het is de beste op het gebied van voortstuwingstechnologie in de ruimte. Als we echter binnen een redelijke tijd (maximaal 40 jaar) naar Proxima b hopen te komen en een ton vracht daarheen brengen, moeten we een massa brandstof meenemen… groter dan de massa van het universum! Dus op dit moment hebben we niet de technologie om ons daarheen te laten gaan.

Veelbelovende ruimtevaarttechnologieën

En wat in de toekomst?

Verschillende ruimtevoortstuwingstechnologieën worden bestudeerd. Ze zijn nog ver van het bedrijf verwijderd, maar sommige zijn al ver gevorderd. Dit is bijvoorbeeld het geval bij de Vasimr-motor (afkorting van Variabele specifieke magnetische voortstuwingsraket). Deze machine is inderdaad in staat om een ​​krachtige stuwkracht te leveren, met behoud van een belangrijke specifieke stuwkracht.

NASA ontwikkelt deze motor momenteel met als doel om naar … Mars, onze directe buur, te reizen. Maar eerst zullen demonstraties moeten worden gegeven aan boord van het International Space Station (ISS, noot van de redactie). De technologie is nog verre van operationeel, maar het is de meest veelbelovende van zijn 20-jarige technologische horizon. Houd er echter rekening mee dat het zelfs met deze vier keer snellere motor nog steeds niet mogelijk is om binnen een redelijke tijd bij de Proxima b te komen.

Kunnen we daar nooit komen?

Misschien zullen nieuwe betalingstechnologieën ooit dit soort reizen mogelijk maken. Er is veel in de zeer vroege stadia van ontwikkeling. De motoren van morgen zijn misschien efficiënter dankzij antimaterie (bestaande uit negatieve protonen (antiprotonen) en positieve elektronen (positronen), duur om te produceren en problematisch om op te slaan, maar antimaterie verbergt Fantastische energie. Het is ook mogelijk dat schijven zoals EMDrive in de toekomst zullen verschijnen. Het is een motor die een ongebalanceerde elektrolytische condensator gebruikt die, volgens de resultaten van de eerste onderzoeken, de wetten van de fysica lijkt te schenden. Deze motor creëert onder bepaalde omstandigheden veldlijnen die een kleine stuwkracht genereren, en dit zonder brandstofverbruik. Maar we weten nog niet of deze stijging reëel is of te maken heeft met de meetinstrumenten. Men kan zich ook de opkomst van hypothetische zonnezeilen voorstellen, zoals die van het M2P2 (Micro Magnetospheric Plasma Propulsion) project. Het idee is om kunstmatig een magnetosfeer te creëren met behulp van een magneet en deze vervolgens te “opblazen” met behulp van plasma. De zonnewind kan dan weerkaatsen op dit magnetische zeil en het zo samendrukken.

Nog steeds op dit gebied van zonnezeilen, kunnen we het project ook overwegen “Starshot-hack“Het werd in 2016 gedragen door de Britse astrofysicus Stephen Hawking. Het bestaat uit het uitzenden van microsatellieten getrokken door dunne en lichte zeilen, voortgestuwd door laserstralen van de aarde. Het is zeer ambitieus, maar eerst zal het nodig zijn om een ​​bepaald aantal te overwinnen De haalbaarheid van voortstuwing met een zonnezeil is al bewezen.

Is betalen de enige moeilijkheid als je Proxima b met een sonde wilt verkennen?

Natuurlijk niet. We moeten ook rekening houden met communicatieproblemen. Dit kan alleen met laser, het enige technische middel dat voldoende georiënteerd is om gegevensuitwisseling op deze afstanden mogelijk te maken. Het duurt echter 4,24 jaar voordat het signaal de sonde bereikt en vele jaren voordat het terugkeert. Het verzenden van een verkenningssonde betekent dus dat deze is uitgerust met kunstmatige intelligentie die krachtig genoeg is om de sonde volledig onafhankelijk te laten werken. Weer een spannende uitdaging om aan te gaan.

Door Erwan Lecomti