Chronique spatiale
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Description
Introduction au livre
L'astrophysicien Neil Tyson, qui a suivi les traces de Carl Sagan,
Questionner le sens de l'exploration spatiale
Tyson, surnommé « le plus grand conteur d'histoires spatiales vivant », excelle dans l'art d'expliquer des concepts scientifiques et techniques complexes de manière claire et accessible.
Un critique a même souligné sa capacité à mêler exemples scientifiques et culture populaire, utilisant son style vif caractéristique et son sens de l'humour pour raconter une histoire avec fluidité, en déclarant : « Même les explications techniques, qui sont forcément arides, donnent l'impression de regarder un film. »
« Mon objectif est de rendre l'espace accessible à tous et de le rendre plus intéressant pour les personnes en quête de nouveauté », explique Tyson, mais il ne se contente pas d'offrir au public un divertissement intéressant.
En réalité, toutes les activités scientifiques engendrent naturellement des coûts de nature ou d'une autre, et dans le cas du développement spatial en particulier, le budget est astronomique.
Dans la société démocratique d'aujourd'hui, un tel projet est impossible à mener à bien sans le soutien du public.
Le Dr Tyson espère à terme sensibiliser davantage le public à l'exploration spatiale, ce qui permettra d'accroître le soutien et les investissements dans le développement spatial.
Dans son dixième ouvrage, Space Chronicle, qui relate ses propres rêves, Tyson pose des questions fondamentales telles que : pourquoi les humains aspirent-ils à l’espace, pourquoi veulent-ils aller dans l’espace et pourquoi doivent-ils y aller ? Il examine le passé, le présent et l’avenir de l’exploration spatiale.
Cet ouvrage examine les méthodes et les technologies utilisées jusqu'à présent pour explorer l'espace, notamment Spoutnik, le premier satellite artificiel au monde ; Apollo 11, qui a permis aux premiers humains de marcher sur la Lune ; la navette spatiale ; et le télescope spatial Hubble. Il explore également les possibilités offertes par les technologies futures, telles que les voyages dans l'espace lointain à l'aide de fusées à antimatière ou les voyages spatiaux à travers des trous de ver.
En fin de compte, cela nous éveille à la signification de l'univers et nous incite à élargir nos perspectives et à explorer le cosmos pour enrichir la vie et l'esprit de l'humanité.
Questionner le sens de l'exploration spatiale
Tyson, surnommé « le plus grand conteur d'histoires spatiales vivant », excelle dans l'art d'expliquer des concepts scientifiques et techniques complexes de manière claire et accessible.
Un critique a même souligné sa capacité à mêler exemples scientifiques et culture populaire, utilisant son style vif caractéristique et son sens de l'humour pour raconter une histoire avec fluidité, en déclarant : « Même les explications techniques, qui sont forcément arides, donnent l'impression de regarder un film. »
« Mon objectif est de rendre l'espace accessible à tous et de le rendre plus intéressant pour les personnes en quête de nouveauté », explique Tyson, mais il ne se contente pas d'offrir au public un divertissement intéressant.
En réalité, toutes les activités scientifiques engendrent naturellement des coûts de nature ou d'une autre, et dans le cas du développement spatial en particulier, le budget est astronomique.
Dans la société démocratique d'aujourd'hui, un tel projet est impossible à mener à bien sans le soutien du public.
Le Dr Tyson espère à terme sensibiliser davantage le public à l'exploration spatiale, ce qui permettra d'accroître le soutien et les investissements dans le développement spatial.
Dans son dixième ouvrage, Space Chronicle, qui relate ses propres rêves, Tyson pose des questions fondamentales telles que : pourquoi les humains aspirent-ils à l’espace, pourquoi veulent-ils aller dans l’espace et pourquoi doivent-ils y aller ? Il examine le passé, le présent et l’avenir de l’exploration spatiale.
Cet ouvrage examine les méthodes et les technologies utilisées jusqu'à présent pour explorer l'espace, notamment Spoutnik, le premier satellite artificiel au monde ; Apollo 11, qui a permis aux premiers humains de marcher sur la Lune ; la navette spatiale ; et le télescope spatial Hubble. Il explore également les possibilités offertes par les technologies futures, telles que les voyages dans l'espace lointain à l'aide de fusées à antimatière ou les voyages spatiaux à travers des trous de ver.
En fin de compte, cela nous éveille à la signification de l'univers et nous incite à élargir nos perspectives et à explorer le cosmos pour enrichir la vie et l'esprit de l'humanité.
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Aperçu
indice
Prologue _ Politique spatiale
PREMIÈRE PARTIE : Pourquoi y aller ?
1. Un univers fascinant
2 exoplanètes
3 formes de vie extraterrestres
4 méchants extraterrestres
5 astéroïdes tueurs
6 La route vers les étoiles
7 Pourquoi aller dans l'espace ?
8 Sur Awe
9 Joyeux anniversaire NASA
10 L'espace - Les 50 prochaines années
11 options d'espace
12 La route de la découverte
PARTIE II COMMENT S'Y RENDRE
13 vols
14 Vol balistique
15 Course à l'espace
16 2001 - Réalité et fiction
17 personnes et robots - Qui enverrons-nous ?
18 Ça se passe toujours bien
19 J'envoie tout mon amour à Hubble
Célébration du 20e anniversaire d'Apollo 11
21 Comment accéder au paradis
22 Les derniers jours de la navette spatiale
23 Comment aller dans l'espace lointain
24 Équilibre Exquis
25 Joyeux 45e anniversaire de Star Trek !
26 Comment prouver que vous avez été enlevé par des extraterrestres
27 Voyages spatiaux futurs
PARTIE III Rien n'est impossible
28 problèmes liés aux voyages spatiaux
29 Un voyage parmi les étoiles
30 Les États-Unis et les puissances spatiales émergentes
31 erreurs d'appréciation des passionnés d'espace
32 Rêver de l'avenir
33 Principes à respecter
34 Un poème dédié au Challenger
35 Dysfonctionnement du vaisseau spatial
36 La NASA et l'avenir de l'Amérique
Épilogue – Perspective cosmique
PREMIÈRE PARTIE : Pourquoi y aller ?
1. Un univers fascinant
2 exoplanètes
3 formes de vie extraterrestres
4 méchants extraterrestres
5 astéroïdes tueurs
6 La route vers les étoiles
7 Pourquoi aller dans l'espace ?
8 Sur Awe
9 Joyeux anniversaire NASA
10 L'espace - Les 50 prochaines années
11 options d'espace
12 La route de la découverte
PARTIE II COMMENT S'Y RENDRE
13 vols
14 Vol balistique
15 Course à l'espace
16 2001 - Réalité et fiction
17 personnes et robots - Qui enverrons-nous ?
18 Ça se passe toujours bien
19 J'envoie tout mon amour à Hubble
Célébration du 20e anniversaire d'Apollo 11
21 Comment accéder au paradis
22 Les derniers jours de la navette spatiale
23 Comment aller dans l'espace lointain
24 Équilibre Exquis
25 Joyeux 45e anniversaire de Star Trek !
26 Comment prouver que vous avez été enlevé par des extraterrestres
27 Voyages spatiaux futurs
PARTIE III Rien n'est impossible
28 problèmes liés aux voyages spatiaux
29 Un voyage parmi les étoiles
30 Les États-Unis et les puissances spatiales émergentes
31 erreurs d'appréciation des passionnés d'espace
32 Rêver de l'avenir
33 Principes à respecter
34 Un poème dédié au Challenger
35 Dysfonctionnement du vaisseau spatial
36 La NASA et l'avenir de l'Amérique
Épilogue – Perspective cosmique
Dans le livre
Lorsqu'une météorite percute la surface d'une planète, elle libère une énergie colossale, projetant vers le haut les roches proches du point d'impact. Si sa vitesse dépasse la vitesse de libération, la météorite échappe à l'attraction gravitationnelle de la planète et orbite autour du Soleil comme une planète, avant de percuter un autre corps céleste.
La plus célèbre des météorites qui ont quitté Mars, erré à travers le système solaire, puis atterri sur Terre est ALH-84001, découverte en 1984 dans le secteur d'Allan Hills en Antarctique.
Des scientifiques ont analysé la météorite et n'y ont trouvé que de faibles traces, voire aucune, de vie primitive sur Mars il y a des milliards d'années.
Mars présente de nombreuses traces d'eau ayant existé par le passé, notamment des lits de rivières, des deltas, des plaines inondables, des cratères érodés et des canyons.
De plus, on trouve encore aujourd'hui des calottes glaciaires polaires, de la glace souterraine dispersée à travers le monde et des minéraux (silicium, argile, hématite, etc.) contenus principalement dans l'eau stagnante.
L'eau liquide étant essentielle à la vie, l'affirmation selon laquelle la vie a existé sur Mars est plutôt convaincante.
Certains scientifiques affirment que « la vie sur Mars s'est échappée de la surface grâce à un phénomène naturel, a dérivé à travers le système solaire et a atteint la Terre, où elle a commencé à évoluer ».
À première vue, cela ressemble à quelque chose sorti d'un roman de science-fiction, mais rien ne permet de le réfuter.
Cette hypothèse est appelée « hypothèse de la panspermie », et si elle est vraie, alors les ancêtres des humains sont des Martiens.
--- pp.84-86
De nouvelles découvertes ont été faites régulièrement, non seulement dans l'espace, mais aussi dans le monde infiniment petit.
Cependant, il existe une particule qui échappe astucieusement à tout détecteur : le neutrino.
Lorsqu'un neutron se désintègre en un proton et un électron, un grand nombre de neutrinos sont également produits.
Aujourd'hui encore, 200 000 milliards de neutrinos sont produits chaque seconde au centre du Soleil et émis dans toutes les directions. Cependant, en raison de leur masse infime et de leur faible interaction avec la matière, ils sont très difficiles à détecter.
L'astronomie ferait un bond en avant considérable si quelqu'un parvenait à inventer un télescope capable d'observer les neutrinos.
Une autre façon de détecter un événement d'explosion cosmique consiste à détecter les ondes gravitationnelles.
Les ondes gravitationnelles ont été prédites par la théorie de la relativité générale d'Einstein en 1916, mais aucune de ces ondes n'a encore été observée directement.
Si un puissant télescope à ondes gravitationnelles était mis au point, il serait possible d'observer des événements spectaculaires tels que des paires de trous noirs orbitant l'un autour de l'autre ou deux galaxies fusionnant en une seule.
À l'avenir, des événements spectaculaires tels que des collisions, des explosions et des effondrements de corps célestes seront observés régulièrement.
Ou peut-être pourrions-nous aller plus loin et un jour observer le Big Bang lui-même en scrutant le rayonnement de fond cosmique micro-ondes.
De même que Ferdinand Magellan a pris conscience des limites de la « rotondité de la Terre » après en avoir fait le tour à bord de son navire, les futurs astronomes, grâce à des équipements de pointe, prendront conscience des limites de « l'univers connu ».
--- pp.158-159
Un autre exemple d'application de la mécanique balistique de Newton est « l'effet de fronde ».
À quelle vitesse une sonde spatiale devrait-elle être lancée depuis la Terre pour atteindre les confins du système solaire ? Je l’ignore, mais il est peu probable qu’elle atteigne même une vitesse proche de celle de son lancement.
Bien sûr, le moteur de la fusée continuera de fonctionner, lui permettant d'atteindre la vitesse nécessaire pour échapper à la gravité terrestre, mais une fois le carburant épuisé, il n'y aura plus aucun moyen d'accélérer davantage le vaisseau spatial.
Pourtant, si nous continuons à lancer ces sondes à déplacement lent, c'est parce qu'il existe un secret pour gagner de la vitesse durant leur voyage. Les chercheurs de la NASA analysent méticuleusement l'orbite et la position actuelle de chaque planète, et lorsqu'un engin spatial croise une planète géante comme Jupiter, ils convertissent l'énergie gravitationnelle en énergie cinétique.
À mesure que Jupiter se déplace sur son orbite, la vitesse du vaisseau spatial augmente à mesure qu'il s'approche, un peu comme un élastique tiré vers l'arrière puis projeté à l'aide d'une fronde.
C'est l'effet de fronde.
La gravité de Jupiter agit comme un « élastique tendu ».
Si le lieu et le moment sont adéquats, le vaisseau spatial peut augmenter sa vitesse de la même manière à chaque fois qu'il rencontre Saturne, Uranus ou Neptune.
En utilisant simplement l'effet de fronde de Jupiter, la vitesse d'un vaisseau spatial peut presque doubler.
--- pp.211-212
À ce jour, le télescope Hubble a réalisé des exploits sans précédent.
Même la personne la plus pessimiste ne pourrait pas contester cela.
Hubble a généré plus d'articles scientifiques que tout autre instrument et a apporté des réponses claires à des controverses séculaires concernant l'univers.
L'exemple le plus célèbre en est peut-être le débat sur l'âge de l'univers.
Par le passé, les données d'observation étaient si rares que les estimations des astronomes variaient de près de deux ordres de grandeur, de 10 milliards à 20 milliards d'années.
C'est assurément une situation inconfortable lorsque les opinions des experts divergent autant.
Mais le télescope spatial Hubble a clairement montré comment la luminosité d'une étoile donnée variait en fonction de la distance, et les astronomes ont pu intégrer ces informations dans des équations pour calculer la distance de l'étoile.
Si l'on remonte le temps pour tenir compte du taux d'expansion de l'univers, on obtient le temps écoulé depuis la création de l'univers.
La bonne réponse était 13,7 milliards d'années.
Hubble a également découvert l'existence de trous noirs au centre des grandes galaxies.
Bien que cette affirmation ait été fréquemment soulevée par le passé, elle est restée longtemps une hypothèse faute de données d'observation.
Au centre des grandes galaxies, y compris la Voie lactée, se trouve un trou noir supermassif qui dévore les étoiles et la matière environnantes.
Normalement, le centre d'une galaxie est si dense que, photographié depuis la Terre avec un télescope, seule une faible lueur apparaît.
Mais le télescope spatial Hubble, après avoir suivi pas à pas les étoiles proches du centre de la galaxie, a découvert qu'elles se déplaçaient à des vitesses incroyables.
Puisque seul un trou noir pouvait exercer une force gravitationnelle aussi intense dans un espace aussi restreint, les astronomes en ont conclu qu'un trou noir était présent.
En 2004, un an après la catastrophe de la navette spatiale Columbia, la NASA a annoncé qu'elle ne réparerait plus le télescope spatial Hubble.
Cependant, le groupe qui s'est le plus fortement opposé à la décision de la NASA à l'époque n'était ni les agences gouvernementales ni les instituts de recherche, mais le grand public.
Ils ont fait entendre leur voix contre l'État en utilisant tous les moyens, y compris des articles de réfutation et des pétitions, comme s'il s'agissait d'une manifestation aux flambeaux, et le Congrès américain, subissant la pression de l'opinion publique, n'a finalement eu d'autre choix que d'annuler la décision de la NASA.
Le télescope Hubble a été acquis par le public, et non par des astronomes ou des ingénieurs.
--- pp.243-245
En octobre 1998, le vaisseau spatial Deep Space 1, long de 2,4 mètres et pesant une demi-tonne, a été lancé depuis Cap Canaveral, en Floride.
La mission du vaisseau spatial était d'explorer l'espace pendant trois ans afin de tester une douzaine d'équipements de pointe, dont un système de propulsion ionique. Si ce nouveau système de propulsion fonctionne correctement, il permettra au vaisseau d'atteindre des distances considérables.
Même si l'accélération est faible, si elle reste constante pendant une longue période, le vaisseau spatial peut se déplacer à des vitesses prodigieuses.
Les principes de base des moteurs à propulsion ionique sont similaires à ceux des moteurs de vaisseaux spatiaux conventionnels.
Autrement dit, lorsque le carburant propulseur (dans ce cas, du gaz) est accéléré à grande vitesse puis éjecté par la tuyère, le corps principal du vaisseau spatial, y compris le moteur, est poussé dans la direction opposée et se déplace vers l'avant.
Cela peut être vérifié par une expérience simple.
Si vous montez sur un skateboard et que vous vaporisez l'extincteur à CO2 vers l'arrière, votre corps et le skateboard avanceront.
(Les extincteurs expérimentaux doivent être achetés séparément.) Le sens de la pulvérisation et le sens de déplacement du skateboard sont toujours opposés.
Cependant, les moteurs à propulsion ionique et les moteurs de fusée conventionnels ont des sources d'énergie différentes.
Par exemple, les moteurs principaux de la navette spatiale utilisaient un mélange d'hydrogène liquide et d'oxygène liquide comme carburant, tandis que Deep Space 1 utilisait du xénon gazeux chargé (ionisé) comme carburant.
Les gaz ionisés sont plus faciles à manipuler que les carburants chimiques hautement inflammables, et le xénon, en particulier, est un gaz inerte qui ne réagit pas avec d'autres substances, ce qui le rend très stable.
Deep Space 1 utilisait un champ électrique pour accélérer les ions de xénon à 40 kilomètres par seconde et les éjectait de la buse, ne consommant que 0,1 kilogramme de carburant par jour pendant 16 000 heures.
Et elle produisait une force de poussée dix fois supérieure à celle des moteurs de fusée existants par kilogramme de carburant.
--- pp.278-279
La sonde solaire Helios-B, un projet conjoint entre les États-Unis et l'Allemagne, était le vaisseau spatial sans équipage le plus rapide jamais construit, lancé en janvier 1976 et fonçant vers le Soleil à 67 kilomètres par seconde (240 000 kilomètres par heure).
(Malgré tout, cette vitesse ne représente que 0,02 % de la vitesse de la lumière !) Si vous deviez voyager jusqu'à l'étoile la plus proche à bord d'un vaisseau spatial de ce type, cela prendrait environ 19 000 ans.
C'est presque quatre fois plus long que l'histoire humaine enregistrée.
Ce dont on a le plus besoin, c'est d'un vaisseau spatial capable de voyager à des vitesses proches de celle de la lumière.
Pour atteindre 99 % de la vitesse de la lumière, il faudrait une poussée 700 millions de fois supérieure à celle du vaisseau spatial Apollo 11.
Cela suppose également que notre univers ne suit pas la théorie de la relativité restreinte d'Einstein.
Cependant, selon cette théorie, à mesure que tous les objets accélèrent, leur masse augmente, et l'accélération d'un vaisseau spatial plus lourd consomme de plus en plus d'énergie.
En gros, cela représente environ 10 milliards de fois l'énergie utilisée pour faire l'aller-retour vers la Lune.
D'après les données d'observation, l'étoile la plus proche possédant une planète se situe à 10 années-lumière de la Terre.
Selon la théorie de la relativité restreinte d'Einstein, le temps s'écoule plus lentement à l'intérieur d'un vaisseau spatial en mouvement que sur Terre.
Si le vaisseau spatial voyage à 99 % de la vitesse de la lumière, l'équipage ne consommera que 14 % de la quantité de nourriture consommée par les Terriens.
(Autrement dit, 100 ans sur Terre équivalent à 14 ans dans un vaisseau spatial.) À ce rythme, un aller-retour de 10 années-lumière prendrait 20 ans sur Terre, mais pour l'équipage, il ne prendrait que 3 ans.
À votre retour de voyage, votre famille ne vous reconnaîtra probablement même plus.
--- pp.323-324
L'élément le plus abondant de l'univers est l'hydrogène.
L'hydrogène est donc l'élément le plus abondant dans le corps humain.
La majeure partie de l'hydrogène présent sur Terre se trouve sous forme d'eau.
Après l'hydrogène, l'élément le plus courant est l'hélium, mais il ne réagit pas chimiquement avec les autres éléments, il est donc peu utile à notre organisme.
Inhaler de l'hélium lors d'une fête peut faire rire vos amis, mais c'est pratiquement inutile pour les êtres vivants.
L'oxygène occupe le troisième rang parmi les éléments les plus courants de l'univers.
L'oxygène est également le deuxième élément le plus abondant dans le corps de tous les êtres vivants sur Terre.
Vient ensuite le carbone, le quatrième élément le plus abondant de l'univers et le troisième dans les organismes vivants.
Nos corps sont également composés de carbone.
Vient ensuite l'azote (5e dans l'espace, 4e dans la vie).
Si nos corps étaient faits de bismuth, nous serions des êtres très spéciaux dans l'univers.
Parce que le bismuth est un élément très rare, même dans l'univers.
Mais nous sommes composés des éléments les plus communs de l'univers, nous sommes donc assez ordinaires en termes de rareté.
Déçu(e) ? Ne le soyez pas.
Puisque les composants de notre corps sont les mêmes que les principaux composants de l'univers, nous pouvons éprouver un sentiment d'appartenance et de participation en tant que membre de l'univers.
La plus célèbre des météorites qui ont quitté Mars, erré à travers le système solaire, puis atterri sur Terre est ALH-84001, découverte en 1984 dans le secteur d'Allan Hills en Antarctique.
Des scientifiques ont analysé la météorite et n'y ont trouvé que de faibles traces, voire aucune, de vie primitive sur Mars il y a des milliards d'années.
Mars présente de nombreuses traces d'eau ayant existé par le passé, notamment des lits de rivières, des deltas, des plaines inondables, des cratères érodés et des canyons.
De plus, on trouve encore aujourd'hui des calottes glaciaires polaires, de la glace souterraine dispersée à travers le monde et des minéraux (silicium, argile, hématite, etc.) contenus principalement dans l'eau stagnante.
L'eau liquide étant essentielle à la vie, l'affirmation selon laquelle la vie a existé sur Mars est plutôt convaincante.
Certains scientifiques affirment que « la vie sur Mars s'est échappée de la surface grâce à un phénomène naturel, a dérivé à travers le système solaire et a atteint la Terre, où elle a commencé à évoluer ».
À première vue, cela ressemble à quelque chose sorti d'un roman de science-fiction, mais rien ne permet de le réfuter.
Cette hypothèse est appelée « hypothèse de la panspermie », et si elle est vraie, alors les ancêtres des humains sont des Martiens.
--- pp.84-86
De nouvelles découvertes ont été faites régulièrement, non seulement dans l'espace, mais aussi dans le monde infiniment petit.
Cependant, il existe une particule qui échappe astucieusement à tout détecteur : le neutrino.
Lorsqu'un neutron se désintègre en un proton et un électron, un grand nombre de neutrinos sont également produits.
Aujourd'hui encore, 200 000 milliards de neutrinos sont produits chaque seconde au centre du Soleil et émis dans toutes les directions. Cependant, en raison de leur masse infime et de leur faible interaction avec la matière, ils sont très difficiles à détecter.
L'astronomie ferait un bond en avant considérable si quelqu'un parvenait à inventer un télescope capable d'observer les neutrinos.
Une autre façon de détecter un événement d'explosion cosmique consiste à détecter les ondes gravitationnelles.
Les ondes gravitationnelles ont été prédites par la théorie de la relativité générale d'Einstein en 1916, mais aucune de ces ondes n'a encore été observée directement.
Si un puissant télescope à ondes gravitationnelles était mis au point, il serait possible d'observer des événements spectaculaires tels que des paires de trous noirs orbitant l'un autour de l'autre ou deux galaxies fusionnant en une seule.
À l'avenir, des événements spectaculaires tels que des collisions, des explosions et des effondrements de corps célestes seront observés régulièrement.
Ou peut-être pourrions-nous aller plus loin et un jour observer le Big Bang lui-même en scrutant le rayonnement de fond cosmique micro-ondes.
De même que Ferdinand Magellan a pris conscience des limites de la « rotondité de la Terre » après en avoir fait le tour à bord de son navire, les futurs astronomes, grâce à des équipements de pointe, prendront conscience des limites de « l'univers connu ».
--- pp.158-159
Un autre exemple d'application de la mécanique balistique de Newton est « l'effet de fronde ».
À quelle vitesse une sonde spatiale devrait-elle être lancée depuis la Terre pour atteindre les confins du système solaire ? Je l’ignore, mais il est peu probable qu’elle atteigne même une vitesse proche de celle de son lancement.
Bien sûr, le moteur de la fusée continuera de fonctionner, lui permettant d'atteindre la vitesse nécessaire pour échapper à la gravité terrestre, mais une fois le carburant épuisé, il n'y aura plus aucun moyen d'accélérer davantage le vaisseau spatial.
Pourtant, si nous continuons à lancer ces sondes à déplacement lent, c'est parce qu'il existe un secret pour gagner de la vitesse durant leur voyage. Les chercheurs de la NASA analysent méticuleusement l'orbite et la position actuelle de chaque planète, et lorsqu'un engin spatial croise une planète géante comme Jupiter, ils convertissent l'énergie gravitationnelle en énergie cinétique.
À mesure que Jupiter se déplace sur son orbite, la vitesse du vaisseau spatial augmente à mesure qu'il s'approche, un peu comme un élastique tiré vers l'arrière puis projeté à l'aide d'une fronde.
C'est l'effet de fronde.
La gravité de Jupiter agit comme un « élastique tendu ».
Si le lieu et le moment sont adéquats, le vaisseau spatial peut augmenter sa vitesse de la même manière à chaque fois qu'il rencontre Saturne, Uranus ou Neptune.
En utilisant simplement l'effet de fronde de Jupiter, la vitesse d'un vaisseau spatial peut presque doubler.
--- pp.211-212
À ce jour, le télescope Hubble a réalisé des exploits sans précédent.
Même la personne la plus pessimiste ne pourrait pas contester cela.
Hubble a généré plus d'articles scientifiques que tout autre instrument et a apporté des réponses claires à des controverses séculaires concernant l'univers.
L'exemple le plus célèbre en est peut-être le débat sur l'âge de l'univers.
Par le passé, les données d'observation étaient si rares que les estimations des astronomes variaient de près de deux ordres de grandeur, de 10 milliards à 20 milliards d'années.
C'est assurément une situation inconfortable lorsque les opinions des experts divergent autant.
Mais le télescope spatial Hubble a clairement montré comment la luminosité d'une étoile donnée variait en fonction de la distance, et les astronomes ont pu intégrer ces informations dans des équations pour calculer la distance de l'étoile.
Si l'on remonte le temps pour tenir compte du taux d'expansion de l'univers, on obtient le temps écoulé depuis la création de l'univers.
La bonne réponse était 13,7 milliards d'années.
Hubble a également découvert l'existence de trous noirs au centre des grandes galaxies.
Bien que cette affirmation ait été fréquemment soulevée par le passé, elle est restée longtemps une hypothèse faute de données d'observation.
Au centre des grandes galaxies, y compris la Voie lactée, se trouve un trou noir supermassif qui dévore les étoiles et la matière environnantes.
Normalement, le centre d'une galaxie est si dense que, photographié depuis la Terre avec un télescope, seule une faible lueur apparaît.
Mais le télescope spatial Hubble, après avoir suivi pas à pas les étoiles proches du centre de la galaxie, a découvert qu'elles se déplaçaient à des vitesses incroyables.
Puisque seul un trou noir pouvait exercer une force gravitationnelle aussi intense dans un espace aussi restreint, les astronomes en ont conclu qu'un trou noir était présent.
En 2004, un an après la catastrophe de la navette spatiale Columbia, la NASA a annoncé qu'elle ne réparerait plus le télescope spatial Hubble.
Cependant, le groupe qui s'est le plus fortement opposé à la décision de la NASA à l'époque n'était ni les agences gouvernementales ni les instituts de recherche, mais le grand public.
Ils ont fait entendre leur voix contre l'État en utilisant tous les moyens, y compris des articles de réfutation et des pétitions, comme s'il s'agissait d'une manifestation aux flambeaux, et le Congrès américain, subissant la pression de l'opinion publique, n'a finalement eu d'autre choix que d'annuler la décision de la NASA.
Le télescope Hubble a été acquis par le public, et non par des astronomes ou des ingénieurs.
--- pp.243-245
En octobre 1998, le vaisseau spatial Deep Space 1, long de 2,4 mètres et pesant une demi-tonne, a été lancé depuis Cap Canaveral, en Floride.
La mission du vaisseau spatial était d'explorer l'espace pendant trois ans afin de tester une douzaine d'équipements de pointe, dont un système de propulsion ionique. Si ce nouveau système de propulsion fonctionne correctement, il permettra au vaisseau d'atteindre des distances considérables.
Même si l'accélération est faible, si elle reste constante pendant une longue période, le vaisseau spatial peut se déplacer à des vitesses prodigieuses.
Les principes de base des moteurs à propulsion ionique sont similaires à ceux des moteurs de vaisseaux spatiaux conventionnels.
Autrement dit, lorsque le carburant propulseur (dans ce cas, du gaz) est accéléré à grande vitesse puis éjecté par la tuyère, le corps principal du vaisseau spatial, y compris le moteur, est poussé dans la direction opposée et se déplace vers l'avant.
Cela peut être vérifié par une expérience simple.
Si vous montez sur un skateboard et que vous vaporisez l'extincteur à CO2 vers l'arrière, votre corps et le skateboard avanceront.
(Les extincteurs expérimentaux doivent être achetés séparément.) Le sens de la pulvérisation et le sens de déplacement du skateboard sont toujours opposés.
Cependant, les moteurs à propulsion ionique et les moteurs de fusée conventionnels ont des sources d'énergie différentes.
Par exemple, les moteurs principaux de la navette spatiale utilisaient un mélange d'hydrogène liquide et d'oxygène liquide comme carburant, tandis que Deep Space 1 utilisait du xénon gazeux chargé (ionisé) comme carburant.
Les gaz ionisés sont plus faciles à manipuler que les carburants chimiques hautement inflammables, et le xénon, en particulier, est un gaz inerte qui ne réagit pas avec d'autres substances, ce qui le rend très stable.
Deep Space 1 utilisait un champ électrique pour accélérer les ions de xénon à 40 kilomètres par seconde et les éjectait de la buse, ne consommant que 0,1 kilogramme de carburant par jour pendant 16 000 heures.
Et elle produisait une force de poussée dix fois supérieure à celle des moteurs de fusée existants par kilogramme de carburant.
--- pp.278-279
La sonde solaire Helios-B, un projet conjoint entre les États-Unis et l'Allemagne, était le vaisseau spatial sans équipage le plus rapide jamais construit, lancé en janvier 1976 et fonçant vers le Soleil à 67 kilomètres par seconde (240 000 kilomètres par heure).
(Malgré tout, cette vitesse ne représente que 0,02 % de la vitesse de la lumière !) Si vous deviez voyager jusqu'à l'étoile la plus proche à bord d'un vaisseau spatial de ce type, cela prendrait environ 19 000 ans.
C'est presque quatre fois plus long que l'histoire humaine enregistrée.
Ce dont on a le plus besoin, c'est d'un vaisseau spatial capable de voyager à des vitesses proches de celle de la lumière.
Pour atteindre 99 % de la vitesse de la lumière, il faudrait une poussée 700 millions de fois supérieure à celle du vaisseau spatial Apollo 11.
Cela suppose également que notre univers ne suit pas la théorie de la relativité restreinte d'Einstein.
Cependant, selon cette théorie, à mesure que tous les objets accélèrent, leur masse augmente, et l'accélération d'un vaisseau spatial plus lourd consomme de plus en plus d'énergie.
En gros, cela représente environ 10 milliards de fois l'énergie utilisée pour faire l'aller-retour vers la Lune.
D'après les données d'observation, l'étoile la plus proche possédant une planète se situe à 10 années-lumière de la Terre.
Selon la théorie de la relativité restreinte d'Einstein, le temps s'écoule plus lentement à l'intérieur d'un vaisseau spatial en mouvement que sur Terre.
Si le vaisseau spatial voyage à 99 % de la vitesse de la lumière, l'équipage ne consommera que 14 % de la quantité de nourriture consommée par les Terriens.
(Autrement dit, 100 ans sur Terre équivalent à 14 ans dans un vaisseau spatial.) À ce rythme, un aller-retour de 10 années-lumière prendrait 20 ans sur Terre, mais pour l'équipage, il ne prendrait que 3 ans.
À votre retour de voyage, votre famille ne vous reconnaîtra probablement même plus.
--- pp.323-324
L'élément le plus abondant de l'univers est l'hydrogène.
L'hydrogène est donc l'élément le plus abondant dans le corps humain.
La majeure partie de l'hydrogène présent sur Terre se trouve sous forme d'eau.
Après l'hydrogène, l'élément le plus courant est l'hélium, mais il ne réagit pas chimiquement avec les autres éléments, il est donc peu utile à notre organisme.
Inhaler de l'hélium lors d'une fête peut faire rire vos amis, mais c'est pratiquement inutile pour les êtres vivants.
L'oxygène occupe le troisième rang parmi les éléments les plus courants de l'univers.
L'oxygène est également le deuxième élément le plus abondant dans le corps de tous les êtres vivants sur Terre.
Vient ensuite le carbone, le quatrième élément le plus abondant de l'univers et le troisième dans les organismes vivants.
Nos corps sont également composés de carbone.
Vient ensuite l'azote (5e dans l'espace, 4e dans la vie).
Si nos corps étaient faits de bismuth, nous serions des êtres très spéciaux dans l'univers.
Parce que le bismuth est un élément très rare, même dans l'univers.
Mais nous sommes composés des éléments les plus communs de l'univers, nous sommes donc assez ordinaires en termes de rareté.
Déçu(e) ? Ne le soyez pas.
Puisque les composants de notre corps sont les mêmes que les principaux composants de l'univers, nous pouvons éprouver un sentiment d'appartenance et de participation en tant que membre de l'univers.
--- pp.392-393
Avis de l'éditeur
L'astrophysicien Neil Tyson, qui a suivi les traces de Carl Sagan,
Questionner le sens de l'exploration spatiale
Cosmos, une série documentaire spatiale en 13 épisodes produite par l'astrophysicien Carl Sagan en 1980, est réputée pour sa contribution à la popularisation de l'astronomie en informant le public sur les lois de l'univers et l'origine de la vie grâce à de magnifiques images et des commentaires accessibles.
L'ouvrage de Sagan portant le même titre est également devenu un classique de l'astronomie.
Et en 2014, cette épopée spatiale monumentale a bénéficié d'une refonte complète, s'appuyant sur les nouvelles avancées scientifiques accumulées au cours des années précédentes.
Dans ce documentaire, diffusé dans plus de 180 pays à travers le monde, c'est l'astrophysicien Dr Neil deGrasse Tyson du planétarium Hayden de New York qui a emmené les téléspectateurs à bord d'un « vaisseau spatial de l'imagination » au lieu de Carl Sagan et les a guidés à travers l'immensité de l'espace et du temps.
Tyson, surnommé « le plus grand conteur d'histoires spatiales vivant », excelle dans l'art d'expliquer des concepts scientifiques et techniques complexes de manière claire et accessible.
Un critique a même souligné sa capacité à mêler exemples scientifiques et culture populaire, utilisant son style vif caractéristique et son sens de l'humour pour raconter une histoire avec fluidité, en déclarant : « Même les explications techniques, qui sont forcément arides, donnent l'impression de regarder un film. »
« Mon objectif est de rendre l'espace accessible à tous et de le rendre plus intéressant pour les personnes en quête de nouveauté », explique Tyson, mais il ne se contente pas d'offrir au public un divertissement intéressant.
En réalité, toutes les activités scientifiques engendrent naturellement des coûts de nature ou d'une autre, et dans le cas du développement spatial en particulier, le budget est astronomique.
Dans la société démocratique d'aujourd'hui, un tel projet est impossible à mener à bien sans le soutien du public.
Le Dr Tyson espère à terme sensibiliser davantage le public à l'exploration spatiale, ce qui permettra d'accroître le soutien et les investissements dans le développement spatial.
Dans son dixième ouvrage, Space Chronicle, qui relate ses propres rêves, Tyson pose des questions fondamentales telles que : pourquoi les humains aspirent-ils à l’espace, pourquoi veulent-ils aller dans l’espace et pourquoi doivent-ils y aller ? Il examine le passé, le présent et l’avenir de l’exploration spatiale.
Cet ouvrage examine les méthodes et les technologies utilisées jusqu'à présent pour explorer l'espace, notamment Spoutnik, le premier satellite artificiel au monde ; Apollo 11, qui a permis aux premiers humains de marcher sur la Lune ; la navette spatiale ; et le télescope spatial Hubble. Il explore également les possibilités offertes par les technologies futures, telles que les voyages dans l'espace lointain à l'aide de fusées à antimatière ou les voyages spatiaux à travers des trous de ver.
En fin de compte, cela nous éveille à la signification de l'univers et nous incite à élargir nos perspectives et à explorer le cosmos pour enrichir la vie et l'esprit de l'humanité.
Pourquoi voulons-nous aller dans l'espace, et pourquoi devrions-nous y aller ?
Dans cet ouvrage, Tyson soutient que si nous voulons mieux comprendre les humains et la Terre, nous devons paradoxalement regarder au-delà de la Terre et étudier l'univers.
Les cinq éléments les plus abondants de l'univers sont l'hydrogène, l'hélium, l'oxygène, le carbone et l'azote. Parmi eux, quatre, à l'exception de l'hélium qui ne réagit pas avec les autres éléments, sont également les principaux constituants de la vie sur Terre, y compris chez l'être humain.
Ce n'est en aucun cas une coïncidence.
Car la Terre et nous sommes nés des restes d'une étoile.
Par conséquent, les humains ne sont pas des êtres spéciaux dans l'univers, et il était tout à fait naturel que nos corps soient composés des mêmes éléments qu'ils le sont aujourd'hui.
L'exploration spatiale est la voie qui peut apporter la réponse ultime à la question de l'origine de la vie.
Au début du XXe siècle, la mécanique quantique est née lorsque les scientifiques ont observé le monde extrêmement petit des molécules et des atomes, et la théorie de la relativité est née lorsqu'ils ont étudié la vitesse de la lumière, une vitesse impossible à percevoir pour l'homme.
Grâce à ces découvertes, nous avons pris conscience que ce monde existe et évolue selon des lois qui transcendent le bon sens humain.
En explorant l'univers, cet immense espace-temps que nous ne pouvons même pas sonder, nous pourrions découvrir une autre loi qui régit le monde.
Notre vision du monde subira alors une autre transformation.
Mais peut-être parce que l'univers n'est pas juste sous nos yeux, il n'est pas encore facile d'apprécier pleinement la valeur de l'exploration spatiale.
Beaucoup de gens posent cette question aux scientifiques de l'espace :
« Nous n’avons même pas assez d’argent pour sauver les populations souffrant de la faim et des maladies sur Terre, alors pourquoi investissons-nous massivement dans l’espace, un monde si éloigné de nos vies ? » Ce sentiment de distance avec la réalité est peut-être l’un des facteurs qui ont maintenu le développement spatial au point mort, bloqué en orbite terrestre basse depuis près de 50 ans.
Est-il vraiment judicieux de tourner notre attention vers l'espace, en laissant de côté tous les problèmes auxquels nous sommes confrontés ? À cette question, le Dr Tyson apporte une réponse remarquablement simple et réaliste.
Ceci s'explique par le fait qu'un astéroïde ou une comète pourrait un jour entrer en collision avec la Terre.
Depuis l'apparition de la vie sur Terre il y a 3,7 milliards d'années, les écosystèmes ont connu cinq extinctions massives.
La dernière extinction de masse remonte à 65 millions d'années, lorsque les dinosaures incapables de voler ont disparu de la Terre.
La cause la plus probable de cette catastrophe est l'impact d'une météorite.
Aujourd'hui, la péninsule du Yucatan, au Mexique, porte les marques d'un cratère de 200 kilomètres de diamètre, créé par une météorite géante de 10 kilomètres de diamètre.
L'énergie de l'impact serait équivalente à celle de 5 milliards de bombes atomiques larguées sur Hiroshima pendant la Seconde Guerre mondiale.
D'après les recherches, de tels impacts de météorites de grande ampleur se produisent environ une fois tous les 100 millions d'années.
Tyson affirme que l'astéroïde qui s'approche silencieusement de la Terre représente la plus grande menace pour la survie de l'humanité.
En effet, le 13 avril 2029, un astéroïde suffisamment gros pour remplir un grand stade de football passera près de la Terre, à une distance inférieure à celle d'un satellite de communication.
Si l'astéroïde, nommé Apophis (d'après le dieu égyptien des ténèbres et de la mort), s'approche de ce qu'on appelle le « trou de serrure », il s'écrasera probablement dans l'océan Pacifique entre la Californie et Hawaï lors de son prochain passage, en 2036.
Si ce scénario catastrophe venait à se réaliser, un tsunami de cinq étages de haut submergerait la côte ouest de l'Amérique du Nord et raserait des villes d'Hawaï.
La tâche la plus urgente consiste donc à dresser une liste des astéroïdes dont les orbites chevauchent celle de la Terre.
Nous devons donc continuer à suivre les mouvements de ces astéroïdes et à rechercher des moyens d'empêcher les astéroïdes dangereux d'entrer en collision avec la Terre.
On pourrait faire exploser l'astéroïde en lançant une bombe nucléaire, ou bien on pourrait approcher un tracteur gravitationnel de l'astéroïde pour modifier légèrement sa trajectoire.
Les voyages spatiaux sont-ils possibles au-delà de la vitesse de la lumière ?
Dans « Space Chronicle », Tyson retrace avec soin le chemin qui a conduit l'humanité à « voler » dans les cieux et l'espace, puis explore les possibilités offertes par les nouvelles technologies qui pourraient être disponibles à l'avenir.
Depuis des millénaires, les humains aspirent à voler comme les oiseaux et rêvent de liberté. Cela ne fait qu'un peu plus d'un siècle qu'ils ont enfin pris leur envol.
En 1903, les frères Wright sont devenus les premiers humains à voler avec succès, mais deux ans plus tôt, Wilbur Wright s'était plaint à son frère Orville après un vol d'essai raté en planeur qu'«il faudrait 50 ans avant que les hommes puissent voler».
Même après l'invention de l'avion, beaucoup de gens pensaient qu'il était impossible de voler plus vite que le son.
Cependant, le mur du son fut également franchi en 1947 par l'avion Bell X-1 de l'US Air Force, propulsé par une fusée.
Il n'existe aucune loi en physique qui stipule qu'« on ne peut pas aller plus vite que la vitesse du son ».
Même si les rêves humains sont techniquement difficiles à réaliser, ils finiront par se réaliser tant qu'ils ne violent pas les lois de la physique.
Finalement, en 1969, l'humanité est parvenue à surmonter la gravité terrestre et à atteindre la Lune et à en revenir à bord d'Apollo 11.
L'un des plus grands défis auxquels sont confrontés aujourd'hui les ingénieurs aérospatiaux est de développer des systèmes de propulsion très efficaces qui surpassent les carburants chimiques.
Les fusées à propergol chimique, principalement utilisées jusqu'à présent pour les voyages spatiaux, présentent des limitations en matière de puissance propulsive.
Cependant, une fois qu'un vaisseau spatial quitte l'atmosphère terrestre, il n'a plus besoin de brûler d'énormes quantités de carburant chimique pour générer sa propulsion.
Par exemple, même une petite quantité de xénon ionisé peut atteindre des vitesses incroyables dans l'espace.
Les voiles solaires, qui utilisent le vent solaire pour propulser les navires, sont également étudiées comme technologie d'avenir.
Si un vaisseau spatial léger à voile solaire était lancé dans l'espace et accélérait de manière constante, il atteindrait des vitesses de plusieurs dizaines de milliers de kilomètres par heure en quelques années.
On s'attend à ce que des vaisseaux spatiaux propulsés par des réacteurs nucléaires fassent bientôt leur apparition.
L'énergie produite dans un réacteur nucléaire est des centaines, voire des milliers de fois supérieure à celle d'un combustible chimique.
Mais, de toutes les choses, celle qui a le meilleur rendement énergétique est la « fusée à antimatière ».
Il s'agit d'une fusée qui utilise l'énergie créée par la rencontre de la matière et de l'antimatière comme propulsion. Considérée comme le meilleur moteur car elle ne produit aucun déchet et est extrêmement efficace, elle n'apparaît cependant que sporadiquement dans les romans de science-fiction, la technologie nécessaire à la manipulation de l'antimatière n'étant pas encore au point.
Le problème est de savoir comment stocker l'antimatière.
Les hangars et les chambres fortes, par exemple, sont tous faits de matière ; donc, aussi solide que soit le matériau, dès qu'on y introduit de l'antimatière, il disparaît instantanément.
Par conséquent, l'antimatière doit être stockée dans un dispositif de stockage non matériel, tel qu'une bouteille magnétique dotée d'un champ magnétique de forme spéciale.
Allant encore plus loin, si notre compréhension de l'univers devient beaucoup plus approfondie qu'elle ne l'est actuellement, nous pourrions atteindre notre destination grâce à un trou de ver, un raccourci dans l'espace-temps.
À ce stade, les limitations des voyages spatiaux auront pratiquement disparu.
Quelle sera la prochaine destination de l'humanité ?
Bien sûr, des choses comme les fusées à antimatière et les voyages à travers les trous de ver sont tellement futuristes qu'il est embarrassant d'évoquer leur faisabilité.
Alors, quelles sont les destinations que nous devrions explorer maintenant ? Les planètes les plus proches de la Terre sont Vénus et Mars. L’épaisse atmosphère de dioxyde de carbone de Vénus, alimentée par l’effet de serre, engendre une température de surface de 480 degrés Celsius et une pression atmosphérique plus de 90 fois supérieure à celle de la Terre. Dans ces conditions, même des sondes non habitées, et a fortiori des humains, ne pourraient y survivre.
Par conséquent, le prochain corps céleste visitable après la Lune est Mars.
Le 15 avril 2010, le président américain Barack Obama a annoncé, depuis le Centre spatial Kennedy en Floride, son intention d'envoyer des humains sur Mars d'ici le milieu des années 2030.
Bien sûr, l'exploration robotique de Mars est toujours en cours.
Depuis les années 1960, les États-Unis et l'Union soviétique ont envoyé des sondes sur Mars. Actuellement, des sondes comme Mars Express Orbiter orbitent autour de la planète rouge, prenant des photographies aériennes de la surface martienne, tandis que des rovers comme Opportunity et Curiosity parcourent la surface, observant le terrain martien et collectant des échantillons à renvoyer sur Terre pour analyse.
Les robots sont un outil très utile pour mener à bien l'exploration spatiale.
Le coût d'envoi d'un robot dans l'espace ne représente qu'un cinquantième de celui d'un être humain.
Il n'est pas nécessaire d'assurer les fonctions vitales, et il n'est pas nécessaire de retourner sur Terre après avoir accompli la mission.
Même en cas d'accident, il ne se traduit que par la perte de machines coûteuses.
Il suffit aux gens de rester assis sur Terre et d'analyser les données envoyées par les robots.
Mais pourquoi s'embêter à envoyer des humains ? Avant tout, parce que les humains possèdent des émotions et de l'intuition, ce qui leur permet parfois d'accomplir des tâches que les robots ne peuvent pas réaliser.
Les robots enquêtent et confirment les faits prédits, mais les humains peuvent faire des découvertes inattendues dans des endroits inattendus.
Le rover Spirit est resté bloqué sur Mars pendant 12 jours lorsque ses airbags se sont déployés lors de son atterrissage le 4 janvier 2004.
S'il y avait eu quelqu'un sur place, celui-ci aurait immédiatement retiré l'airbag et donné une légère impulsion au Spirit pour qu'il commence sa mission sans délai.
Harrison Schmitt, géologue et astronaute de la mission Apollo 17, la dernière mission lunaire habitée, a découvert par hasard de la terre orange en se promenant autour du module lunaire et en a prélevé sur place.
Des analyses ultérieures ont révélé qu'il s'agissait d'un morceau de verre volcanique, et un robot n'aurait pas été capable de porter un jugement aussi immédiat.
Si la vision d'Obama se concrétise, l'exploration spatiale humaine devrait entrer dans une nouvelle ère.
Depuis le dernier alunissage d'Apollo 17 en 1972, des humains ont séjourné en orbite terrestre basse pendant près d'un demi-siècle.
Pourrons-nous un jour laisser des empreintes sur Mars ? Et après le succès de l’exploration habitée de Mars, pourrons-nous nous aventurer plus loin dans l’espace ? Quelles découvertes inattendues nous attendent ? Comme le dit le Dr Tyson : « L’exploration et la découverte sont peut-être des instincts inscrits dans le cerveau humain. »
Questionner le sens de l'exploration spatiale
Cosmos, une série documentaire spatiale en 13 épisodes produite par l'astrophysicien Carl Sagan en 1980, est réputée pour sa contribution à la popularisation de l'astronomie en informant le public sur les lois de l'univers et l'origine de la vie grâce à de magnifiques images et des commentaires accessibles.
L'ouvrage de Sagan portant le même titre est également devenu un classique de l'astronomie.
Et en 2014, cette épopée spatiale monumentale a bénéficié d'une refonte complète, s'appuyant sur les nouvelles avancées scientifiques accumulées au cours des années précédentes.
Dans ce documentaire, diffusé dans plus de 180 pays à travers le monde, c'est l'astrophysicien Dr Neil deGrasse Tyson du planétarium Hayden de New York qui a emmené les téléspectateurs à bord d'un « vaisseau spatial de l'imagination » au lieu de Carl Sagan et les a guidés à travers l'immensité de l'espace et du temps.
Tyson, surnommé « le plus grand conteur d'histoires spatiales vivant », excelle dans l'art d'expliquer des concepts scientifiques et techniques complexes de manière claire et accessible.
Un critique a même souligné sa capacité à mêler exemples scientifiques et culture populaire, utilisant son style vif caractéristique et son sens de l'humour pour raconter une histoire avec fluidité, en déclarant : « Même les explications techniques, qui sont forcément arides, donnent l'impression de regarder un film. »
« Mon objectif est de rendre l'espace accessible à tous et de le rendre plus intéressant pour les personnes en quête de nouveauté », explique Tyson, mais il ne se contente pas d'offrir au public un divertissement intéressant.
En réalité, toutes les activités scientifiques engendrent naturellement des coûts de nature ou d'une autre, et dans le cas du développement spatial en particulier, le budget est astronomique.
Dans la société démocratique d'aujourd'hui, un tel projet est impossible à mener à bien sans le soutien du public.
Le Dr Tyson espère à terme sensibiliser davantage le public à l'exploration spatiale, ce qui permettra d'accroître le soutien et les investissements dans le développement spatial.
Dans son dixième ouvrage, Space Chronicle, qui relate ses propres rêves, Tyson pose des questions fondamentales telles que : pourquoi les humains aspirent-ils à l’espace, pourquoi veulent-ils aller dans l’espace et pourquoi doivent-ils y aller ? Il examine le passé, le présent et l’avenir de l’exploration spatiale.
Cet ouvrage examine les méthodes et les technologies utilisées jusqu'à présent pour explorer l'espace, notamment Spoutnik, le premier satellite artificiel au monde ; Apollo 11, qui a permis aux premiers humains de marcher sur la Lune ; la navette spatiale ; et le télescope spatial Hubble. Il explore également les possibilités offertes par les technologies futures, telles que les voyages dans l'espace lointain à l'aide de fusées à antimatière ou les voyages spatiaux à travers des trous de ver.
En fin de compte, cela nous éveille à la signification de l'univers et nous incite à élargir nos perspectives et à explorer le cosmos pour enrichir la vie et l'esprit de l'humanité.
Pourquoi voulons-nous aller dans l'espace, et pourquoi devrions-nous y aller ?
Dans cet ouvrage, Tyson soutient que si nous voulons mieux comprendre les humains et la Terre, nous devons paradoxalement regarder au-delà de la Terre et étudier l'univers.
Les cinq éléments les plus abondants de l'univers sont l'hydrogène, l'hélium, l'oxygène, le carbone et l'azote. Parmi eux, quatre, à l'exception de l'hélium qui ne réagit pas avec les autres éléments, sont également les principaux constituants de la vie sur Terre, y compris chez l'être humain.
Ce n'est en aucun cas une coïncidence.
Car la Terre et nous sommes nés des restes d'une étoile.
Par conséquent, les humains ne sont pas des êtres spéciaux dans l'univers, et il était tout à fait naturel que nos corps soient composés des mêmes éléments qu'ils le sont aujourd'hui.
L'exploration spatiale est la voie qui peut apporter la réponse ultime à la question de l'origine de la vie.
Au début du XXe siècle, la mécanique quantique est née lorsque les scientifiques ont observé le monde extrêmement petit des molécules et des atomes, et la théorie de la relativité est née lorsqu'ils ont étudié la vitesse de la lumière, une vitesse impossible à percevoir pour l'homme.
Grâce à ces découvertes, nous avons pris conscience que ce monde existe et évolue selon des lois qui transcendent le bon sens humain.
En explorant l'univers, cet immense espace-temps que nous ne pouvons même pas sonder, nous pourrions découvrir une autre loi qui régit le monde.
Notre vision du monde subira alors une autre transformation.
Mais peut-être parce que l'univers n'est pas juste sous nos yeux, il n'est pas encore facile d'apprécier pleinement la valeur de l'exploration spatiale.
Beaucoup de gens posent cette question aux scientifiques de l'espace :
« Nous n’avons même pas assez d’argent pour sauver les populations souffrant de la faim et des maladies sur Terre, alors pourquoi investissons-nous massivement dans l’espace, un monde si éloigné de nos vies ? » Ce sentiment de distance avec la réalité est peut-être l’un des facteurs qui ont maintenu le développement spatial au point mort, bloqué en orbite terrestre basse depuis près de 50 ans.
Est-il vraiment judicieux de tourner notre attention vers l'espace, en laissant de côté tous les problèmes auxquels nous sommes confrontés ? À cette question, le Dr Tyson apporte une réponse remarquablement simple et réaliste.
Ceci s'explique par le fait qu'un astéroïde ou une comète pourrait un jour entrer en collision avec la Terre.
Depuis l'apparition de la vie sur Terre il y a 3,7 milliards d'années, les écosystèmes ont connu cinq extinctions massives.
La dernière extinction de masse remonte à 65 millions d'années, lorsque les dinosaures incapables de voler ont disparu de la Terre.
La cause la plus probable de cette catastrophe est l'impact d'une météorite.
Aujourd'hui, la péninsule du Yucatan, au Mexique, porte les marques d'un cratère de 200 kilomètres de diamètre, créé par une météorite géante de 10 kilomètres de diamètre.
L'énergie de l'impact serait équivalente à celle de 5 milliards de bombes atomiques larguées sur Hiroshima pendant la Seconde Guerre mondiale.
D'après les recherches, de tels impacts de météorites de grande ampleur se produisent environ une fois tous les 100 millions d'années.
Tyson affirme que l'astéroïde qui s'approche silencieusement de la Terre représente la plus grande menace pour la survie de l'humanité.
En effet, le 13 avril 2029, un astéroïde suffisamment gros pour remplir un grand stade de football passera près de la Terre, à une distance inférieure à celle d'un satellite de communication.
Si l'astéroïde, nommé Apophis (d'après le dieu égyptien des ténèbres et de la mort), s'approche de ce qu'on appelle le « trou de serrure », il s'écrasera probablement dans l'océan Pacifique entre la Californie et Hawaï lors de son prochain passage, en 2036.
Si ce scénario catastrophe venait à se réaliser, un tsunami de cinq étages de haut submergerait la côte ouest de l'Amérique du Nord et raserait des villes d'Hawaï.
La tâche la plus urgente consiste donc à dresser une liste des astéroïdes dont les orbites chevauchent celle de la Terre.
Nous devons donc continuer à suivre les mouvements de ces astéroïdes et à rechercher des moyens d'empêcher les astéroïdes dangereux d'entrer en collision avec la Terre.
On pourrait faire exploser l'astéroïde en lançant une bombe nucléaire, ou bien on pourrait approcher un tracteur gravitationnel de l'astéroïde pour modifier légèrement sa trajectoire.
Les voyages spatiaux sont-ils possibles au-delà de la vitesse de la lumière ?
Dans « Space Chronicle », Tyson retrace avec soin le chemin qui a conduit l'humanité à « voler » dans les cieux et l'espace, puis explore les possibilités offertes par les nouvelles technologies qui pourraient être disponibles à l'avenir.
Depuis des millénaires, les humains aspirent à voler comme les oiseaux et rêvent de liberté. Cela ne fait qu'un peu plus d'un siècle qu'ils ont enfin pris leur envol.
En 1903, les frères Wright sont devenus les premiers humains à voler avec succès, mais deux ans plus tôt, Wilbur Wright s'était plaint à son frère Orville après un vol d'essai raté en planeur qu'«il faudrait 50 ans avant que les hommes puissent voler».
Même après l'invention de l'avion, beaucoup de gens pensaient qu'il était impossible de voler plus vite que le son.
Cependant, le mur du son fut également franchi en 1947 par l'avion Bell X-1 de l'US Air Force, propulsé par une fusée.
Il n'existe aucune loi en physique qui stipule qu'« on ne peut pas aller plus vite que la vitesse du son ».
Même si les rêves humains sont techniquement difficiles à réaliser, ils finiront par se réaliser tant qu'ils ne violent pas les lois de la physique.
Finalement, en 1969, l'humanité est parvenue à surmonter la gravité terrestre et à atteindre la Lune et à en revenir à bord d'Apollo 11.
L'un des plus grands défis auxquels sont confrontés aujourd'hui les ingénieurs aérospatiaux est de développer des systèmes de propulsion très efficaces qui surpassent les carburants chimiques.
Les fusées à propergol chimique, principalement utilisées jusqu'à présent pour les voyages spatiaux, présentent des limitations en matière de puissance propulsive.
Cependant, une fois qu'un vaisseau spatial quitte l'atmosphère terrestre, il n'a plus besoin de brûler d'énormes quantités de carburant chimique pour générer sa propulsion.
Par exemple, même une petite quantité de xénon ionisé peut atteindre des vitesses incroyables dans l'espace.
Les voiles solaires, qui utilisent le vent solaire pour propulser les navires, sont également étudiées comme technologie d'avenir.
Si un vaisseau spatial léger à voile solaire était lancé dans l'espace et accélérait de manière constante, il atteindrait des vitesses de plusieurs dizaines de milliers de kilomètres par heure en quelques années.
On s'attend à ce que des vaisseaux spatiaux propulsés par des réacteurs nucléaires fassent bientôt leur apparition.
L'énergie produite dans un réacteur nucléaire est des centaines, voire des milliers de fois supérieure à celle d'un combustible chimique.
Mais, de toutes les choses, celle qui a le meilleur rendement énergétique est la « fusée à antimatière ».
Il s'agit d'une fusée qui utilise l'énergie créée par la rencontre de la matière et de l'antimatière comme propulsion. Considérée comme le meilleur moteur car elle ne produit aucun déchet et est extrêmement efficace, elle n'apparaît cependant que sporadiquement dans les romans de science-fiction, la technologie nécessaire à la manipulation de l'antimatière n'étant pas encore au point.
Le problème est de savoir comment stocker l'antimatière.
Les hangars et les chambres fortes, par exemple, sont tous faits de matière ; donc, aussi solide que soit le matériau, dès qu'on y introduit de l'antimatière, il disparaît instantanément.
Par conséquent, l'antimatière doit être stockée dans un dispositif de stockage non matériel, tel qu'une bouteille magnétique dotée d'un champ magnétique de forme spéciale.
Allant encore plus loin, si notre compréhension de l'univers devient beaucoup plus approfondie qu'elle ne l'est actuellement, nous pourrions atteindre notre destination grâce à un trou de ver, un raccourci dans l'espace-temps.
À ce stade, les limitations des voyages spatiaux auront pratiquement disparu.
Quelle sera la prochaine destination de l'humanité ?
Bien sûr, des choses comme les fusées à antimatière et les voyages à travers les trous de ver sont tellement futuristes qu'il est embarrassant d'évoquer leur faisabilité.
Alors, quelles sont les destinations que nous devrions explorer maintenant ? Les planètes les plus proches de la Terre sont Vénus et Mars. L’épaisse atmosphère de dioxyde de carbone de Vénus, alimentée par l’effet de serre, engendre une température de surface de 480 degrés Celsius et une pression atmosphérique plus de 90 fois supérieure à celle de la Terre. Dans ces conditions, même des sondes non habitées, et a fortiori des humains, ne pourraient y survivre.
Par conséquent, le prochain corps céleste visitable après la Lune est Mars.
Le 15 avril 2010, le président américain Barack Obama a annoncé, depuis le Centre spatial Kennedy en Floride, son intention d'envoyer des humains sur Mars d'ici le milieu des années 2030.
Bien sûr, l'exploration robotique de Mars est toujours en cours.
Depuis les années 1960, les États-Unis et l'Union soviétique ont envoyé des sondes sur Mars. Actuellement, des sondes comme Mars Express Orbiter orbitent autour de la planète rouge, prenant des photographies aériennes de la surface martienne, tandis que des rovers comme Opportunity et Curiosity parcourent la surface, observant le terrain martien et collectant des échantillons à renvoyer sur Terre pour analyse.
Les robots sont un outil très utile pour mener à bien l'exploration spatiale.
Le coût d'envoi d'un robot dans l'espace ne représente qu'un cinquantième de celui d'un être humain.
Il n'est pas nécessaire d'assurer les fonctions vitales, et il n'est pas nécessaire de retourner sur Terre après avoir accompli la mission.
Même en cas d'accident, il ne se traduit que par la perte de machines coûteuses.
Il suffit aux gens de rester assis sur Terre et d'analyser les données envoyées par les robots.
Mais pourquoi s'embêter à envoyer des humains ? Avant tout, parce que les humains possèdent des émotions et de l'intuition, ce qui leur permet parfois d'accomplir des tâches que les robots ne peuvent pas réaliser.
Les robots enquêtent et confirment les faits prédits, mais les humains peuvent faire des découvertes inattendues dans des endroits inattendus.
Le rover Spirit est resté bloqué sur Mars pendant 12 jours lorsque ses airbags se sont déployés lors de son atterrissage le 4 janvier 2004.
S'il y avait eu quelqu'un sur place, celui-ci aurait immédiatement retiré l'airbag et donné une légère impulsion au Spirit pour qu'il commence sa mission sans délai.
Harrison Schmitt, géologue et astronaute de la mission Apollo 17, la dernière mission lunaire habitée, a découvert par hasard de la terre orange en se promenant autour du module lunaire et en a prélevé sur place.
Des analyses ultérieures ont révélé qu'il s'agissait d'un morceau de verre volcanique, et un robot n'aurait pas été capable de porter un jugement aussi immédiat.
Si la vision d'Obama se concrétise, l'exploration spatiale humaine devrait entrer dans une nouvelle ère.
Depuis le dernier alunissage d'Apollo 17 en 1972, des humains ont séjourné en orbite terrestre basse pendant près d'un demi-siècle.
Pourrons-nous un jour laisser des empreintes sur Mars ? Et après le succès de l’exploration habitée de Mars, pourrons-nous nous aventurer plus loin dans l’espace ? Quelles découvertes inattendues nous attendent ? Comme le dit le Dr Tyson : « L’exploration et la découverte sont peut-être des instincts inscrits dans le cerveau humain. »
SPÉCIFICATIONS DES PRODUITS
- Date de publication : 15 janvier 2016
Nombre de pages, poids, dimensions : 448 pages | 618 g | 148 × 210 × 26 mm
- ISBN13 : 9788960515291
- ISBN10 : 8960515299
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