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La colonisation de l'espace

Les voyages interstellaires (V)

Mais on peut rêver... tout en gardant les pieds sur terre. Si les moyens de propulsions semblent promus à un bel avenir, le coût, l’encombrement et les performances des composants électroniques suivent la même évolution : les prix diminuent de moitié tous les 2 ans selon la loi de Moore et une tendance, militaire, voudrait que cela diminue ainsi chaque année. Ainsi, dans les années 1960, un mégabyte de mémoire coûtait 1 million de dollars. Au tournant de l'an 2000 il coûtait moins de 20 $ et aujourd'hui ca ne se vend même plus car pour ce prix on vous offre... 10 GB de mémoire ![13] 

Les mémoires des ordinateurs doublent de capacité tous les 18 mois tandis que le poids de l’électronique embarquée a chuté d’un facteur 10 en l’espace de 30 ans. Un ordinateur des années 1960 tient à présent à l’aise dans le processeur d’un ordinateur domestique. Une carte de processeurs fabriquée aujourd'hui est aussi puissante que les plus gros ordinateurs construit voici 10 ans.

Sur ces prouesses technologiques se greffe le prix des charges utiles. En l'an 2000, la mise en orbite de transfert géostationnaire d’un kilo coûtait entre 12 et 30000$[14]. Même avec de nouveaux lanceurs plus performants et moins chers, ce prix peut encore difficilement tomber sous les 10000$; l’espace se vend à prix d’or ! Tous ces facteurs contribuent à rendre l’exploration spatiale très coûteuse. En revanche, ils incitent les constructeurs à mettre au point des techniques toujours plus performantes et d’un poids plus faible à budget constant. A titre de comparaison, le coût de la seconde d’observation au télescope du CfA d’Hawaii revient à moins d'un euro.

Coût de quelques missions d’exploration

(en USD 1992)

Mission

Coût total

Coût/homme (ans)°

C.Colomb 1492

10 millions

10

Mayflower 1620

30 millions

7.5

Télescope VLTI (4x8.5m)

85 millions

850

Skylab (Saturn V)

2.7 milliards

60000

Navette spatiale

3 milliards

88000

Station Spatiale Internationale

100 milliards

220000

Les 17 missions Apollo

73 milliards

1600000

Une mission vers Mars

50 milliards

1000000

Un vol habité vers Mars

800 milliards

16000000*

La future base lunaire

100 milliards

2200000

° Les valeurs reprises dans la 3eme colonne correspondent à l’estimation du nombre d’années qu’aurait dû travailler une personne membre d’une famille moyenne pour se payer ce projet sur ses économies. En l’espace de 2 à 20 ans un salarié moyen peut monter sa propre expédition. Au-delà il doit trouver des mécènes. Skylab n’est déjà plus à la portée d’un individu et son coût dû être supporté par l’Etat américain. Il sera à ce point “extravagant” pour reprendre les mots de O’Neill pour les futures missions d’explorations que ces projets ne pourront être supportés que par la communauté internationale. Toutefois, toutes ces expéditions coûtent moins de 1% du produit national des pays participants[15].

* C’est la fiabilité technique et les problèmes liés à la préservation de la vie humaine qui rendent les vols habités si chers et si souvent remis en question.

Toutes ces considérations permettent déjà d’estimer la masse d’un vaisseau voulant explorer le centre de la Galaxie. Ainsi que nous l’avons vu, Daedalus, qui permettrait d’atteindre le centre de la Voie Lactée en une quarantaine d’années pèse 54000 tonnes dont 450 sont consacrées aux moyens de survie individuels (nourriture, eau, etc). Les projets les plus ambitieux envisagent de construire en orbite des vaisseaux interstellaires pesant 1040 tonnes, poids nécessaire pour effectuer une exploration de la Voie Lactée à vitesse relativiste compatible avec l’espérance de vie humaine !

Il y a enfin les projets démesurés de G.San qui imagine des colonies spatiales de 20 km de longueur et 12 km de diamètre capables de traverser la Voie Lactée à 900 km/s...

A n’en pas douter, si la colonisation de l'espace devient une priorité, d'ici quelques centaines à un bon millier d'années compte-tenu des problèmes techniques à surmonter, nous maîtriserons le vol relativiste. Il est probable que nous aurons en même temps solutionné ses difficultés, en particulier les problèmes de la propulsion et du vol en état d’hibernation.

En hibernation vers la Terre promise. Composition de l'auteur.

Si l’on en croit les modèles théoriques que nous venons de citer, le premier saut en-dehors du système solaire devrait se réaliser aux alentours de 2100 dans le cadre d’un projet similaire à Daedalus. Dès que les vaisseaux et les systèmes de propulsion seront au point, les premiers colons iront explorer la Galaxie. Cette vague d’émigration devrait commencer vers 2260. Ce jour là les vols relativistes devront être maîtrisés. 

Si on évalue les difficultés qui devront être surmontées pour franchir ce seuil technologique (car il faut tenir compte des contraintes imposées par la théorie de la relativité), ces dates paraissent bien optimistes voire carrément surréalistes. Quelques millénaires de plus sont certainement à prévoir pour mener à bien un projet aussi ambitieux qu'une colonisation de la Galaxie.

Car non seulement le vol relativiste impose ses propres contraintes (problème de transformation de l'énergie, masse embarquée, problèmes de cryogénie, de sécurité, etc) mais il faut également tenir compte des problèmes socio-économiques et politiques face auxquels de tels programmes sont très vulnérables. On ne pourra jamais investir des milliards de dollars ou d'euros dans un programme spatial si la moitié du monde est en guerre ou crêve de faim.

En revanche, il est possible qu'un consortium de grandes sociétés privées déjà impliquées dans les voyages touristiques circumterrestres ou l'exploration lunaire prennent la relève dans le cadre de mission plus modestes.

En attendant, la Lune, Mars et, si le budget le permet, certains astéroïdes et quelques lunes de Jupiter ou Saturne seront habitées. Le grand saut sera pour beaucoup plus tard. Cela étant, le jour venu les voyages sidéraux dureront des centaines d’années et les générations se succéderont sans connaître la chaleur d’une planète réchauffée par une étoile. Les explorateurs perdront le souvenir de leurs racines terrestres et le plaisir d’un gentil foyer.

Mais un jour futur, leur vaisseau-mère et sa flottille d’explorateurs accosteront en douceur dans les parages d’un îlot de verdure et décidés à conquérir leur Terre promise, ils coloniseront un nouveau monde et fonderont là-bas une nouvelle civilisation.

Equilibre ou expansion ?

Une sonde de Von Neumann de la taille d'un vaisseau spatial. Document Charles Ofria.

La colonisation de la Galaxie n'est pas une fin en soi. Il est probable que nos problèmes démographiques se retrouveront sur d'autres planètes à une échelle décuplée. Nous ne pourrons jamais conserver notre espace vital si la population s'accroît ne fut-ce que linéairement. Nous devrons toujours trouver de nouvelles planètes à coloniser. Pour cela nous devons tout d'abord trouver des planètes habitables.

La solution la plus efficace consiste à envoyer dans toutes la Galaxie des sondes dites de "Von Neumann". Ce sont des vaisseaux spatiaux intelligents, moitié sondes d'exploration moitié robots conçus pour explorer les système stellaires et capables de fabriquer des usines qui reproduiraient des copies d'eux-elles par milliers. Chaque sonde repartirait ensuite explorer d'autres systèmes stellaires et chacune nous signalerait tous les mondes propices à la vie. Cette technologie peut être plus ou moins sophistiquée, utilisant soit des sondes spatiales similaires à nos sondes d'exploration actuelles, soit des nanosondes ou des hybrides biomécaniques équipés de haute-technologie.

Pendant que ce catalogue sera en cours d'élaboration, les premiers vaisseaux interstellaires habités pourront s'envoler à la conquête des exoplanètes habitables les plus proches. En quelques centaines de milliers d'années ce sont des trillions de sondes de Von Neumann qui exploreront ainsi toute la Voie Lactée à une vitesse qui atteindra finalement une fraction de celle de la lumière.

On a calculé qu'en l'espace d'un demi-million à quelques dizaines de millions d'années nous aurons atteint l'extrémité de la Voie Lactée et la population ne fera que croître. Nous pourrons faire le saut vers la galaxie d'Andromède ou M33 et nous disséminer à travers tout l'Univers. Mais un jour ou l'autre le taux de croissance de la population devra être réduit d'un facteur 10 ou 100. Cette stagnation de la population est inévitable, quelle que soit l'extension des colonies. C'est une question de temps bien sûr, mais aussi socio-économique.

Les limites de l’expansion spatiale

  Distance atteinte (a.l.)

Taux de croissance (%)  

490

2

978

1

9780

0.1

97800

0.01

Pour éviter les conflits socio-économiques dans les colonies spatiales, chacun devra préserver son espace vital comme nous le faisons sur Terre. Les économistes considèrent qu’une population de 200000 habitants lancée chaque jour dans l’espace pourrait coloniser la Voie Lactée sans entraîner de problèmes démographiques. Si la population s’accroît plus rapidement, l’espace vital individuel commencera à diminuer. Pour éviter d’en arriver là, afin d’assurer le bien être du plus grand nombre, le taux de croissance devra être réduit d’un facteur 100.

De nos jours sur Terre, en fonction de l’importance que l’on accorde à l’alimentation du bétail, les économistes et les démographes ont calculé que notre planète pouvait alimenter entre 3 et 40 milliards d’individus, sachant que 90% des ressources que l’on donne à un maillon de la chaîne alimentaire, au bétail en l’occurrence, est à jamais perdu.

Pour vivre, nous devons cultiver, exploiter le sol, nourrir le bétail, faire des réserves. Si notre consommation s'accélère, au bout d'un certain temps les stocks se réduiront à une peau de chagrin. A ce moment là de deux choses l'une : soit la prospection de nouvelles ressources sera encouragée soit ce sera le scénario catastrophe[16]. Mais la recherche d'une ressource est liée au développement des sciences et des techniques. Si les problèmes démographiques, politiques ou écologiques s'emballent, nos descendants feront comme les sociétés polynésiennes : ils seront condamnés à vivre sur leur îlot galactique alors que le monde regorge d'archipels luxuriants. Cela n'intéressera plus personne d'aller voir là haut ce qui se passe. On critiquera les dépenses énergétiques, le peu de scrupules des gouvernements et on posera la question de la croissance démographique.

Durée d’un voyage interstellaire

Durée de l’aller-retour (années)

Distance atteinte

à bord

sur Terre

 (années-lumière)

5

6.5

1.7

10

24

9.8

20

270

137

30

3000

1450

40

36000

17600

50

420000

208000

60

5000000

2400000

Ainsi que l’a très bien expliqué le romancier américain A.E.Van Vogt dans sa fiction “Centaure lointain”, on ne peut s’affranchir de la vitesse finie de la lumière, le retour éventuel sur Terre s'accompagnant du fameux "paradoxe des jumeaux".

Ce tableau indique la durée relative d’un voyage interstellaire pour une fusée propulsée à une vitesse relativiste et subissant une accélération constante de 1g jusqu’à mi-chemin, puis décélérant jusqu’à l’arrivée.

Extrait de E.Davoust, “Silence au point d’eau”, Teknea.

Il est donc impératif de discuter des ressources d'énergie et de la politique scientifique pour toutes ces raisons. Si la croissance des populations est contrôlée ou si notre technologie le permet, la curiosité incitera nos descendants à explorer les galaxies.

En conclusion, la colonisation de l'univers comme finalité perd son sens. Doublement quand on sait que le milieu galactique est très hostile et qu'il est hasardeux de s'y aventurer. On ne peut pas non plus toujours vivre en autarcie, isolé dans un vaisseau spatial. Quelques hommes s'y risqueront malgré tout, tout comme il y a trois millions d'années, Lucy explora la vallée voisine de son berceau. Jetant un oeil au ciel, elle n'imaginait pas qu'un jour ses petits enfants lui feraient un signe d'entre les nuages.

Faites de beaux rêves...

Bespin, cité dans les nuages. Document Starwars.

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[13] Concernant l’évolution des ordinateurs, lire IEEE Computer, nov. 1989. Consulter également les sites Histoire de l'informatique et Comment Ca Marche.

[14] En 1978, le physicien américain Peter J.Vajk passionné par le problème de colonisation spatiale avait prédit que le prix du kilo mis en orbite puis rapatrié au sol à bord d’une navette spatiale reviendrait à 700 dollars… L’état de l’économie américaine a réévalué ce prix à la hausse ! Toutes les études de prospectives se sont toujours trompées; trop de facteurs dynamiques modifient les données de départ.

[15] Valeurs adaptées des rapports de l’International Space University corrigés par Thomas O.Paine, ancien administrateur de la NASA et de E.M.Carus-Wilson eds, “Essays in Economic History”, vol.2, Edward Arnold, London, 1962.

[16] Lire à ce sujet les oeuvres des économistes Malthus, S.Cole, G.0'Neill ou les rapports du Cercle de Rome.


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