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 La
Propulsion Photonique
Voyager dans l'espace par le seul effet de la lumière solaire ... Cette idée, curieuse au premier abord, n'a pourtant rien de fantaisiste. Dès le XVIIème siècle, Képler avait remarqué que la queue des comètes ne se déployait pas dans le sillage de leurs trajectoires, comme on pouvait logiquement s'y attendre, mais à l'opposé du rayonnement solaire. Il attribua ce phénomène à l'existence d'une pression de la lumière, repoussant les particules émises par la comète. Il fallait attendre la fin du XIX ème siècle, avec les travaux de Maxwell sur l'électromagnétisme, pour qu'une première assise théorique confirme cette hypothèse. On sait aujourd'hui qu'au niveau de la Terre, la lumière émise par le Soleil exerce une pression de l'ordre de 9 micro-newtons par mètre carré, soit le poids d'une pièce de monnaie pour la surface d'un terrain de football. Cet effet apparemment négligeable ne l'est plus lorsqu'il s'applique, dans les conditions d'apesanteur spatiale où il n'y a pas de résistance, à des structures possédant un bon rapport surface/masse. Dans le meilleur des cas, cette propulsion photonique ne produira pas une accélération supérieure à quelques mm/s2. Celle-ci pourtant, contrairement aux modes de propulsion "classiques" (les réacteurs chimiques), s'exerce de façon constante et sans aucune limitation dans le temps : un calcul rapide montre qu'un "voilier solaire" pourrait par ce moyen atteindre dans un délais raisonnable des vitesses suffisantes pour vaincre l'attraction terrestre et entreprendre un voyage interplanétaire. Des
Voiliers dans l'EspaceLes premières réflexions sur la propulsion photonique ont vu le jour en Russie en 1915 avec les travaux de Yakov Perelman, puis, au milieu des années vingt, ceux de Fridrikh Tsanker, sans doute inspiré par le pionnier de l'astronautique Konstantin Tsiolkovsky (voir le bref historique de la propulsion photonique ). Au cours du siècle, de nombreux ingénieurs ou romanciers se sont intéressés au sujet : le terme "voilier solaire" était inventé par l'ingénieur américain Garwin dans un article scientifique publié en 1958; en 1963, Arthur C.Clarke imaginait déjà dans une courte nouvelle, "The Wind from the Sun", une course de voiliers solaires de la Terre à la Lune; dans son roman "La Planète des Singes" au milieu des années cinquante, Pierre Boulle faisait également apparaître des voiliers solaires (malheureusement absents du film !); ... Mais la propulsion photonique entre dans une véritable phase opérationnelle en 1973 lorsque la NASA, envisageant le rendez-vous d'une sonde spatiale avec la comète de Halley, engage un programme de recherche sur les voiles solaires. Pour de multiples raisons, le projet est abandonné en 1977. Il a su toutefois prouver sa faisabilité technique, et continue à vivre dans l'esprit de plusieurs chercheurs du Jet Propulsion Laboratory, qui décident de poursuivre leurs travaux avec des ressources privées au sein d'une association qu'ils créent pour la circonstance, World Space Foundation (WSF). En 1981, l'intérêt des professionnels de l'astronautique pour les voiles solaires se traduit en Europe par la création de l'Union pour la Promotion de la Propulsion Photonique (U3P), association composée notamment d'ingénieurs du CNES et de l'ONERA dont le but, a l'instar de WSF, est de concevoir un voilier dans un cadre amateur. L'idée nouvelle proposée par l'U3P est d'organiser entre plusieurs voiliers compétiteurs, une course de la Terre à la Lune . Une idée toujours d'actualité, qui se déplace aujourd'hui à la vitesse de la lumière sur les réseaux d'Internet, et qui un jour prochain prendra son envol pour l'espace ... Un
Défi TechnologiqueLa propulsion photonique a déjà suscité de nombreux travaux de recherche, parfois en liaison avec des universités ou des Grandes Ecoles (voir Références ). Le sujet est vaste puisque sur le champ "classique" de l'astronautique viennent se greffer des questions souvent originales, propres à la technologie des voiliers solaires. Comme ...
Applications
de la Propulsion PhotoniqueDe façon indirecte, l'étude des voiliers solaires peut avoir de nombreuses "retombées" technologiques. Il faut citer ici l'exemple du pliage de voiles inventé par l'ingénieur japonais Koryo Miura, qui, appliqué à une feuille de papier, constituerait le premier moyen pratique, et digne de cette fin de vingtième siècle, de manipuler une carte routière. Dans le domaine spatial, la propulsion photonique quant à elle trouve de multiples applications telles que ...
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Photonique
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