Lorsque les premiers hommes ont marché sur la Lune, nombreux sont ceux qui ont pensé que l’humanité ne tarderait pas à poser le pied sur Mars, voire même beaucoup plus loin. Plus de 40 ans plus tard, même renvoyer des astronautes sur la Lune semble être un problème… Ceux qui lisent le blog en anglais le sauront, j’ai souvent tendance à être plutôt pessimiste quant à l’avenir de la conquête spatiale. Pourtant, on a déjà tout ce dont on a besoin pour voyager vers d’autres planètes, et plus loin encore, vers d’autres étoiles. Alors pourquoi est-on toujours coincés sur notre planète?

Le principal problème des moteur-fusées d’aujourd’hui (utilisant des réactions chimiques pour propulser la fusée) est qu’ils sont extrêmement chers et inefficaces: en fait, la majeure partie du carburant est utilisée pour faire décoller… le carburant. En étant réaliste, de tels moteurs permettront d’aller sur Mars, mais ils n’emmèneront personne bien plus loin. Ces moteurs sont sans cesse améliorés, et des moyens de propulsion alternatifs sont également à l’étude. Alors que la plupart de ces projets nécessitent des technologies qui ne sont pas encore disponibles (certaines ne le seront peut-être jamais!), l’un d’entre eux pourraient être développé dès maintenant, et il a été conçu il y a plus de 50 ans: le Projet Orion.

Derrière le projet Orion se trouve un vaisseau spatial directement propulsé par une série d’explosions nucléaires à l’arrière du vaisseau. Ce mode de propulsion, connu sous le nom de propulsion nucléaire pulsée, fut d’abord proposé par Stanislaw Ulam en 1946. Le projet Orion fut initié par Ted Taylor travaillant chez General Atomics et le physicien Freeman Dyson en 1958.

L’architecture du véhicule est relativement « simple »: des explosifs nucléaires sont jetés derrière une plaque de poussée située à l’arrière du vaisseau, et explosent. L’onde de choc et le rayonnement causés par les explosions impactent sur la plaque de poussée: pour transmettre l’accélération au reste du vaisseau de manière continue, la plaque de poussée est montée sur deux étages d’amortisseurs. Les unités de propulsion (les bombes) ont également un design particulier, de façon à obtenir une onde de choc en forme de cigare, pour une plus grande efficacité. Je n’irai pas plus loin dans les détails, les aspects généraux du projet étant ce qui nous intéresse.

 

La plupart des moteurs de propulsion peuvent atteindre soit une grande vitesse d’échappement, soit une énorme poussée. Les fusées à propulsion nucléaire pulsée sont la seule technologie  à ce jour qui pourrait bénéficier des deux. Un des avantages considérables d’un vaisseau Orion vient du fait que le poids n’est plus une contrainte. Des accélérations allant jusqu’à 100g pourraient être tolérées, toutefois des vaisseaux habités devraient être équipés du système d’amortisseurs décrit plus haut, afin de ramener l’accélération à un niveau humainement supportable, de l’ordre de 2 à 4g.

Différentes tailles de vaisseaux ont été considérées par les concepteurs du projet, allant de 20 à 400 mètres de diamètre! Le plus grand design, nommé Super Orion, aurait pesé 8 millions de tonnes, transportant 1080 bombes pesant chacune 3000 tonnes. La majeure partie de ces 3000 tonnes est en fait de la matière inerte, utilisée pour transmettre la force des détonations des unités de propulsion à la plaque de poussée, et absorber les neutrons ainsi que minimiser les retombées radioactives.

Grâce à son design extrêmement performant , un vaisseau Orion rendrait à la fois des missions interplanétaires et des missions interstellaires possibles. Les missions interplanétaires du projet incluaient un voyage aller-retour sur Mars, ainsi qu’un voyage sur l’une des lunes de Saturne. Dans le cas de missions interstellaires, des bombes à hydrogène sont préférées aux habituelles bombes à fission. Le meilleur design pour la plaque de poussée permettrait alors un voyage vers Alpha Centauri en un peu moins de 50 ans, atteignant une vitesse de l’ordre de 10% celle de la lumière (c’est à dire environ 30000 km/s). En d’autres termes, un voyage vers une autre étoile serait possible dans un temps inférieur à une vie.

Tous les chiffres donnés ici viennent de calculs effectués dans les années 1960, pour un vaisseau construit avec des matériaux disponibles à l’époque. Avec la technologie actuelle, un vaisseau Orion pourrait très probablement avoir une plus grande taille, et atteindre des vitesses supérieures.

Evidemment, l’utilisation d’armes nucléaires implique quelques problèmes potentiels. L’érosion et l’épaufrure (formation d’échardes de métal) de la plaque de poussée ont été étudiés: si la plaque de poussée était recouverte d’huile, il n’y avait aucune érosion, et une couche de fibre de verre en surface réduisait l’épaufrure à un niveau acceptable. Le principal problème venait des retombées nucléaires, surtout avec un lancement effectué depuis la surface de la Terre; l’utilisation d’explosifs conventionnels pour la première détonation dans une zone polaire réduirait considérablement les retombées. Et si un explosif à fusion pure pouvait être développé, il n’y aurait alors aucune retombée. Une autre option se trouve dans le lancement depuis une orbite basse: l’impulsion électromagnétique générée serait alors problématique puisqu’elle pourrait sérieusement endommager ordinateurs et satellites. Encore une fois, une solution serait un lancement depuis une zone isolée.

Si un tel vaisseau pouvait être construit au début des années 1960, pourquoi n’existe-t-il pas même aujourd’hui? On pourrait penser que le danger pour les vies humaines en est la raison… Et bien non. Les problèmes étaient de nature politique. Durant ses 5 années d’existence, de 1958 à 1963, le projet Orion fut subventionné par le DARPA, l’US Air Force et la NASA. En 1963, le Traité d’interdiction partielle des essais nucléaires mit fin au projet: les tests d’armes nucléaires dans l’atmosphère, l’espace et en milieu sous-marin furent bannis (on notera qu’on peut toujours faire sauter une bombe nucléaire en sous-sol, mais ça n’emmènera aucun vaisseau spatial où que ce soit…).

Enfin, j’ai été quelque peu « surpris » par la réaction d’un des membres du DARPA en 1959: « On utilise les bombes pour réduire les choses en poussière, pas pour les faire voler ». C’est bien là le problème de notre monde. Tant qu’il y aura quelqu’un pour penser qu’une bombe devrait être utilisée pour tuer et détruire, on n’ira pas bien loin. En fait, on n’ira nulle part. Et même si les difficultés politiques étaient surmontées, je ne suis pas sûr que la réaction du public serait enthousiaste: mentionnez le mot « nucléaire », et la majorité du public réagira violemment. Imaginez qu’un projet comme Orion devienne une réalité dans un futur proche, que diriez-vous?

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