FuturScience

Le crowdfunding à la rescousse de l’astronautique. Partie 2.

La semaine dernière nous avions parlé des projets de crowdfunding (financement participatif) réussis et avant de passer au cas des projets qui ont rencontré moins de succès il convient de revenir sur le cas de la campagne menée par Planetary Resources pour financer son petit satellite d’observation ARKYD. En effet, il s’agît à l’heure actuelle du projet astronautique ayant rencontré le plus grand succès depuis les débuts de l’ère du crowfunding. C’est ainsi plus de 1,5 millions de dollars qui ont été récoltés par la jeune start-up soutenue, entre autres, par Larry Page et Eric Schmidt, les patrons de Google (le seuil minimum visé était de 1 million de dollars). Cet argent servira à financer la construction et le lancement d’ARKYD pour que celui-ci puisse réaliser sa mission: repérer les astéroïdes présentant un intérêt en terme de ressources minières. Ces succès ne doivent cependant pas masquer la réalité: il existe aussi des échecs. Le premier que l’on peu citer est celui mené par une équipe de l’université du Michigan concernant la mise au point d’un petit propulseur plasmique, nommé CAT (CubeSat Ambipolar Thruster), qui permettrait de doter les CubeSats d’un moyen de propulsion efficace pour des missions, aussi bien en orbite terrestre qu’en espace plus lointain dans le système solaire. Ce système permettrait de placer l’exploration spatiale à portée de bien plus de monde, notamment les laboratoires de recherche, les universités où même les associations privées. L’objectif financier visé par l’équipe sur kickstarter était de 200 000 dollars. Malheureusement la période de financement de 32 jours n’a permis de récolter que 68 000 dollars et comme le règlement du site l’impose, si le seuil visée n’est pas atteint, aucune somme n’est reversée aux initiateurs du projet. Cet échec n’est néanmoins pas total puisque cette campagne a permis aux chercheurs de se faire connaître et il semblerait que des investisseurs privés soient intéressé par le propulseur CAT. De plus l’équipe envisage de relancer prochainement une deuxième campagne sur kickstarter en réduisant le seuil minimum et en améliorant la publicité faite sur le projet. Affaire à suivre donc.

Autre projet ayant subit un échec lors de sa tentative de se faire financer par la méthode du crowdfunding. Cette fois c’est via le site Indiegogo, concurrent de kickstarter, que la société Golden Spike Company (nous parlions d’elle il y a quelques temps) a tenté de récolter au moins 240 000 dollars pour financer ses projets. Pour rappel, l’objectif de cette start-up crée par Alan Stern est de commercialiser des voyages sur la Lune pour des états, des entreprises où même des particuliers (au tarif, tout de même imposant, de 1.5 milliards de dollars). Par cette campagne de crowdfunding c’est la mise au point de l’architecture et des systèmes nécessaires à une telle mission qui était visée. Au final, seulement un peu plus de 19 000 dollars ont été récolté sur une période de plus de 2 mois. Contrairement au site kickstarter, l’ensemble des fonds récoltés, même si le seuil fixé n’est pas atteint, sont reversés aux initiateurs du projet (moins une taxe que le site s’octroie). Cette campagne représente donc un échec majeur pour la jeune Golden Spike Company et on peut donc se demander quelles autres alternatives de financement elle va chercher dans le futur. Notons néanmoins qu’il semble plus facile de lever des fonds sur kickstarter que sur Indiegogo et les équipes de projets astronautiques l’ont semble t-il remarqué. Il sera intéressant d’observer l’évolution de ce moyen de financement dans le futur et on peu se permettre d’être optimiste lorsque l’on sait que le plus gros succès de crowdfunding jamais réalisé a permis de récolté plus de 15 millions de dollars fournis par plus de 224 000 personnes (pour un jeux vidéo, Star Citizen).

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Le petit propulseur CAT trouvera-t-il l'argent pour permettre l'exploration du système solaire via les CubeSat.

Le petit propulseur CAT trouvera-t-il l’argent pour permettre l’exploration du système solaire via les CubeSat.

Le crowdfunding à la rescousse de l’astronautique. Partie 1.

Nous abordons aujourd’hui un sujet très intéressant et certainement très prometteur pour l’avenir de l’astronautique (et de bien d’autres domaines, comme la robotique): le crowdfunding ou en français, le financement participatif. Derrière ce nom un peu barbare se cache en fait une forme récente de mécénat qui se fait grâce à l’utilisation d’internet. Les internautes intéressés par un projet quelconque ont ainsi la possibilité de faire des dons en passant par un site de crowdfunding comme kickstarter (le plus connu) ou indiegogo (il en existe des dizaines). Depuis quelques temps des projets dans le domaine du spatial sont ainsi lancés régulièrement, certain avec beaucoup de succès, d’autres avec des résultats beaucoup plus mitigés. Nous allons énumérer ici quelques-uns de ces projets. nous commençons avec celui présenté sur la vidéo ci-dessus. Pour les passionnés de spatial, vous avez déjà du entendre parler du propulseur électrique VASIMR de la société Ad Astra Rocket Company (AARC), fondée en 2005 par Franklin Chang Diaz, un physicien et astronaute de la NASA (7 vols de navette spatiale). De manière résumée, VASIMR est un propulseur au sein duquel un gaz est ionisé par rayonnement électromagnétique et ensuite accéléré grâce à un champ magnétique. La particularité de ce propulseur est la forte poussée qu’il permet (plusieurs newtons, ce qui est conséquent dans le domaine de la propulsion électrique) et ainsi son utilisation dans des voyages interplanétaires habités est envisagée. Il a été  indiqué que l’on pourrait atteindre Mars en 39 jours avec VASIMR mais la quantité limitée d’énergie présente à bord d’un vaisseau spatial rend ce nombre peu vraisemblable dans un futur proche. Toujours est-il qu’Ad Astra Rocket continue ses travaux et cherche maintenant à financer un film promotionnel pour sa technologie. Elle estime donc qu’au moins 46 000 dollars lui sont nécessaires pour réaliser ce film et demande donc aux internautes du site kickstarter de lui fournir cet argent. A 8 jours de la fin de la campagne kickstarter, la société a déjà récolté plus de 41 000 dollars et donc il ne fait aucun doute que la somme demandée sera atteinte. On peut imaginer qu’à travers ce film, AARC souhaite promouvoir VASIMR pour obtenir un soutien politique et public (et donc financier) plus important.

Voici maintenant un autre projet très original proposé par la société américaine HyperV Technologies Corp (déjà à l’origine d’un autre projet kickstarter portant sur la propulsion plasmique qui à réussi à récolter 72 871 dollars) et qui concerne le lancement de charges utiles en orbite. Depuis les début de l’ère spatiale nous lançons des objets dans l’espace grâce à des fusées propulsées chimiquement et cette méthode a fait ses preuves bien que des inconvénients persistes: coûts importants, fréquence de lancement faible, lourdeur des infrastructures où encore problème de sur-dimensionnement des fusées par rapport à leur charge utile. A l’heure actuelle il n’existe pas de réelle alternative à ce moyen de lancement bien que l’on évoque parfois des projets futuristes comme les railguns où encore l’ascenseur spatial. HyperV présente donc aux internautes un nouveau moyen de mise en orbite de charges utiles: le Slingatron. Son fonctionnement est relativement simple puisqu’il ne se base que sur de la mécanique classique: pas de chimie, pas d’électromagnétisme et ainsi une simplicité relativement importante permet à ce système d’être envisageable à court terme. Voici de manière résumée son fonctionnement: un système de tubes rigides disposés en forme de spirale (voir image ci-dessous) est mis en rotation ensuite la charge utile est insérée au centre de ce système et se met à suivre ces tubes en accélérant au fur et à mesure qu’elle s’éloigne du centre jusqu’à être éjectée à une vitesse qui dépend de la vitesse de rotation du système ainsi du rayon de celui-ci (voir cette vidéo d’un précédent prototype construit). Les créateurs de cette technologie estime qu’il est possible d’atteindre les vitesses nécessaires pour mettre en orbite la charge utile (de l’ordre d’une dizaine de km/s). Dans ce projet kickstarter, HyperV demande au moins 250 000 dollars pour lui permettre la construction d’un prototype de Slingatron de dimension réduite (5 m de diamètre) tournant à 40-60 cycles par secondes et permettant d’éjecter un projectile d’environ 500 g à 1 km/s (il n’ira pas dans l’espace). Ce concept de lanceur semble prometteur car il est totalement réutilisable, peu cher et permet une fréquence de lancement très élevée (plusieurs lancements par jour) mais il présente aussi quelques inconvénients: l’accélération subie par la charge utile rend ce système totalement inadapté au lancement d’astronautes et même pour des sondes robotiques les contraintes que celles-ci subiront seront telles que de nouveaux critères devront êtres établis pour la mise au point de matériel adapté au Slingatron. Néanmoins il est agréable de voir de nouveaux conceptx arriver dans le domaine du spatial et le fait que le public puisse directement y contribuer rend l’aventure encore plus excitante. Affaire à suivre. Dans la deuxième partie de cet article nous parlerons des projets ayant échoué à récolter les fond minimums qu’il s’était fixés.

Le Slingatron qui sera construit grâce aux fond récoltés sur kickstarter.

Le Slingatron qui sera construit grâce aux fonds récoltés sur kickstarter.

Futurscience recrute et s’installe sur Facebook et Twitter.

Futurscience a besoin de vous !

Futurscience a besoin de vous !

De retour de vacances, Futurscience prend des bonnes résolutions ! Les deux premières concernent la présence de votre blog sur les réseaux sociaux Twitter et Facebook. Il était en effet assez inacceptable qu’un blog qui s’intéresse aux sciences et technologies laisse de côté les atouts formidables que sont ces réseaux sociaux. Désormais vous pourrez donc nous suivre sur notre page Facebook et sur notre page Twitter. N’hésitez surtout pas à partager ces pages pour aider Futurscience à grandir. L’autre grande nouvelle en ce début août concerne le recrutement. En effet, dans l’objectif d’augmenter l’activité et de suivre au mieux l’actualité scientifique et technologique nous proposons à tous ceux qui le souhaite de rejoindre Futurscience en tant qu’auteur. Vous posséderez les droits pour rédiger, publier, modifier et administrer vos propres articles. Les sujets que vous pourrez traiter sont larges puisque comme vous le savez Futurscience ne se destine pas à un domaine particulier ainsi si vous êtes passionné de science, d’astronautique, d’aéronautique, de robotique, de nanotechnologie et de bien d’autres domaines encore alors peut être prendriez-vous plaisir à partager votre passion en écrivant des articles. Nous ne demandons aucun « quota » d’articles, vous publiez quand vous voulez et sur le sujet que vous souhaitez. Si vous êtes intéressez, vous pouvez nous contacter grâce à notre  adresse mail: futurscience@gmail.com. Au plaisir de vous voir publier sur Futurscience !

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Les robots du Darpa Robotics Challenge dévoilés.

Après une longue pause nous revenons avec des nouvelles en provenance de la DARPA et de son grand concours de la robotique, le Darpa Robotics Challenge (DRC). Pour rappel les équipes sélectionnés lors du « Virtual Robotics Challenge » (VRC) attendaient de voir le robot ATLAS développé par Boston Dynamics dans le cadre d’un contrat de près de 11 millions de dollars passé avec l’agence de recherche américaine. ATLAS  est un robot humanoïde de 150 kg et d’une taille de 1.88 m possédant une mobilité exceptionnel pour un robot de ce genre. Il est en effet le petit frère de PETMAN, le premier robot humanoïde développé par l’entreprise de Boston. Ce robot sera envoyé à chacune des 7 équipes sélectionnées et devra être programmé pour pouvoir réaliser les différentes épreuves prévues les 20 et 21 décembre 2013, lors du premier « tournoi » réel. Après des décennies de domination des japonais et surtout de Honda avec son robot ASIMO, il semble que désormais ATLAS soit le robot humanoïde le plus avancé au monde et avec plus d’une centaine de roboticiens travaillant en ce moment même sur cette machine, il ne fait aucun doute qu’en décembre prochain nous verrons des choses extraordinaires. 

Bien qu’ATLAS soit un robot d’un niveau technologique incroyable, il ne faudrait pas pour autant en oublier les concurrents de la catégorie A. En effet, ces équipes doivent construire leur propre robot et les solutions retenues sont parfois très différentes de la robotique humanoïde. Sur la vidéo ci-dessus on peut voir un premier aperçu de ces différents robots ( pour en savoir plus, voir les articles iciici et ici) et l’on peut déjà voir lesquels semblent les plus avancés. En tête il semble que l’équipe japonaise SCHAFT (des anciens chercheurs de l’université de Tokyo) soit clairement la plus avancée avec un robot qui effectue déjà un grand nombre des tâches demandées par la DARPA pour remporter de DRC. Ensuite le robot coréen Hubo, en association avec des universités américaines, semble lui aussi à un stade relativement avancé (il faut dire qu’il est développé depuis déjà de nombreuses années) bien que l’on ne puisse le voir sur cette vidéo (regardez plutôt ici, ici, ici et ici). Toujours dans les robots humanoïdes, THOR est un très beau projet menée par le laboratoire RoMeLa de VirginiaTech avec notamment une attention particulière accordée à la locomotion. En effet les « jambes » de ce robot s’inspirent de l’anatomie humaine et ses performances devraient être très intéressantes. Pour voir des vidéos de ce robot en particulier, regardez ici et ici. Enfin nous mentionnerons le projet le plus original du DRC: le RoboSimian du JPL (le laboratoire à l’origine de la plupart des sondes et rovers  de la NASA). Ce robot aura la particularité de se déplacer grâce à 4 « pattes » qui lui serviront aussi de bras avec des pinces au bout lui permettant de manipuler des objets et de s’agripper pour monter des échelles où des obstacles. RoboSimian semble plus avancé que le robot humanoïde Valkyrie construit par le centre Johnson de la NASA (par l’équipe à l’origine des robonauts). Il convient néanmoins de rester prudent sur les conclusions que nous pourrions tirer de ces vidéos car il ne faut pas oublier que le DRC reste un concours avec un prix de 2 millions de dollars à la clé et que les équipes peuvent préférer ne pas trop en dévoiler sur leurs machines pour éviter de donner des indications aux adversaires qui mettraient en danger leurs chances de victoire. 

Le robot Atlas de Boston Dynamics

Le robot Atlas de Boston Dynamics

Des nouvelles du DARPA Robotic Challenge.

Nous reparlons aujourd’hui du DARPA Robotic Challenge (DRC, voir les précédents articles ici, ici et ici) car la première étape de ce grand concours de robotique vient de se terminer et des résultats sont tombés. Plus précisément il s’agît de l’épreuve appelée « Virtual Robotics Challenge » (VRC) qui consistait pour les compétiteurs à contrôler un robot virtuel, semblable au robot ATLAS de Boston Dynamics, dans un environnement conçu de manière à reproduire au mieux la réalité. Durant l’épreuve qui s’est déroulée du 17 au 21 juin 2013, les équipes devaient diriger leur robot (avec plus ou moins d’autonomie et plus ou moins de latence) pour diverses tâches qu’ils auront à reproduire dans le monde réel: conduire un véhicule, traverser des terrains difficiles où encore fermer une arrivée de gaz. L’objectif initial était de sélectionner grâce au VRC 6 équipes au sein des catégories B et C  pour leur attribuer chacune un robot ATLAS et 750 000 dollars (pour rappel il existe 4 catégories dans le DRC, les B et C concernent les équipes ne développant que du software avec la différence que ceux de la première ont reçus des fonds dès le début du concours). Voici les vainqueurs:

  • 1. Team IHMC, Institute for Human and Machine Cognition, Pensacola, Fla. (52 points)
  • 2. WPI Robotics Engineering C Squad (WRECS), Worcester Polytechnic Institute, Worcester, Mass. (39 points)
  • 3. MIT, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Mass. (34 points)
  • 4. Team TRACLabs, TRACLabs, Inc., Webster, Texas (30 points)
  • 5. JPL / UCSB / Caltech, Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif. (29 points)
  • 6. TORC, TORC / TU Darmstadt / Virginia Tech, Blacksburg, Va. (27 points)
  • 7. Team K, Japan (25 points)
  • 8. TROOPER, Lockheed Martin / University of Pennsylvania / Rensselaer Polytechnic Institute, Cherry Hill, N.J. (24 points)
  • 9. Case Western University, Cleveland, Ohio (23 points)

Comme vous pouvez le voir, il y a en fait 9 équipes et c’est grâce à la générosité de l’équipe numéro 5 (JPL / UCSB / Caltech) et de l’université de Hong Kong que les team K, TROOPER et CASE Western University pourront finalement continuer l’aventure. En effet, le JPL a engagé deux équipes dans le DRC (une dans la catégorie A et celle-ci de la catégorie B) et dans un geste de fair-play il a été décidé de fusionner les deux équipes en une seule concourant au sein de la catégorie A avec leur robot RoboSimian. Ainsi le robot ATLAS qui devait leur revenir est finalement  offert à l’équipe TROOPER ainsi qu’une partie des 750 000 dollars. Quand aux équipes 7 et 9 elle ont finalement pris la décision de fusionner et la nouvelle équipe, nommée HKU, récupérera le reste de l’argent gagné par le JPL ainsi qu’un ATLAS, offert généreusement par l’unversité de Hong Kong. Au final il y aura donc 7 équipes avec 7 robots ATLAS qui tenteront de passer la deuxième épreuve en décembre, cette fois-ci dans le monde réel et contre les équipes de la catégorie A et leurs robots personnels. Attendez vous à voir d’ici une à deux semaines des vidéos surement impressionnantes de ces robots ainsi que d’ATLAS, dont la présentation aux médias est imminente.

Version virtuelle du robot ATLAS de Boston Dynamics.

La Version virtuelle du robot ATLAS de Boston Dynamics.

Un robot-singe allemand par le DFKI.

Nous avions déjà parlé du DFKI ( le German Research Center for Artificial Intelligence) il y a quelque temps pour leur robots destinés à l’exploration spatiale. Aujourd’hui ils présentent leur nouveau projet, pas forcément destiné au milieu spatial. Il s’agît du projet nommé iStruct et l’objectif de celui-ci est de développer un système robotique ainsi que des composants structuraux d’inspiration biologique qui permettront d’améliorer effectivement la locomotion et les caractéristiques de sa mobilité. En l’occurrence l’inspiration biologique provient du singe (bien qu’on puisse aussi déceler une certaine ressemblance avec le chien). Dans le cadre de ce projet est ainsi développée une « colonne vertébrale artificielle » qui devrait permettre améliorer les caractéristiques de locomotion et de mobilité du robots (photo ici). De plus divers actionneurs et senseurs sont mis au point avec toujours l’optique de créer un système biomécanique capable de se déplacer sur des terrains difficiles. Il est aussi possible, bien que ce ne soit pas à l’heure actuelle une priorité, de permettre au robot de s’élever et de se tenir sur ses deux pattes arrières (tel un singe) et d’ainsi lui permettre d’utiliser ses deux membres avant comme moyen de préhension pour manipuler des objets.

A la vue des ces images on ne peut s’empêcher de penser au robot militaire « AMEE » du film Planète Rouge de Antony Hoffman. un tel robot doté d’une grande mobilité pourrait en effet s’avérer utile pour une mission d’exploration sur Mars ou sur tout autre corps présentant un terrain difficile. Néanmoins il reste encore quelques années de recherches et développement pour parvenir à un tel niveau de complexité mais ce genre de projets nous fait penser que cela ne restera pas de la science-fiction indéfiniment.

Le robot du projet iStruct du DFKI

Le robot du projet iStruct du DFKI

La société suisse S3 veut construire sa navette suborbitale.

Du nouveau venu dans le monde du suborbital. La société suisse Swiss Space Systems (S3), annoncée en mars dernier, est la première européenne à se lancer réellement dans la course au suborbital et au lancement de petites charges en orbite. Lors de la présentation de l’entreprise il était question  de mettre au point une petite navette suborbitale qui transporterait  dans sa soute un satellite de 250 kg (ainsi que des nanosatellites). Cet engin, nommé SOAR, serait lancé à partir d’un AIRBUS A300 zéro G d’une façon semblable au SpaceShipTwo de Virgin Galactic à la différence que la navette serait installée sur le dessus de son avion porteur. Le système de S3 se présente comme un concurrent direct du Launcher One de la société de Richard Branson. D’une manière générale ce genre de projet est à prendre avec beaucoup de pincettes car nombreuses sont les ambitieuses startups aujourd’hui disparues mais dans ce cas plusieurs indices nous laissaient penser que l’affaire était sérieuse. D’abord on retrouve comme conseiller principal le premier astronaute suisse Claude Nicollier, présent sur 4 missions de navettes américaines différentes. Ensuite l’entreprise compte actuellement 40 employés, ce qui représente un nombre important dans ce domaine (par exemple des entreprises comme Masten ou Armadillo ne comptent qu’une dizaine de membres). Enfin, et surtout, le budget global actuel de S3 est de plus de 260 millions de dollars, ce qui est imposant. Le sponsor principal est le célèbre horloger suisse Breitling et Dassault Aviation ou encore l’ESA soutiennent techniquement le projet. Aujourd’hui, Swiss Space Systems annonce un accord avec Thales Alenia Space et le centre des astronautes de l’ESA pour préparer une version habité de la navette SOAR qui succéderait au système de lancement décrit précédemment. L’objectif à long terme est de permettre le voyage intercontinental à une vitesse de Mach 3. L’accord avec Thales concerne d’abord la mise au point de matériel de recherche en micro-gravité et en biologie. La mise en service de la navette destiné au lancements commerciaux reste la grande priorité et le premier vol est prévu pour 2018. Voici une autre vidéo (en français) prise au bourget. En tout cas, il est agréable de voir un tel projet ici, en Europe, et nous ne pouvons que souhaiter que celui-ci soit un succès.

La navette SOAR sur le dos d'un airbus A300.

La navette SOAR sur le dos d’un airbus A300.

Le Projet Iter cherche à maîtriser l’énergie de la fusion

le tokamak

Je vous ai parlé récemment des perspectives fantastiques de la fusion nucléaire.

Voici donc un des projets actuels qui travaille à rendre la technologie de la fusion accessible : le Projet Iter. L’objectif est la construction d’un réacteur thermonucléaire expérimental international afin de montrer la faisabilité de l’exploitation de l’énergie de la fusion à un niveau industriel. Ce réacteur sera de type tokamak. Un tokamak est une chambre torique de confinement magnétique. Ce sont les russes qui l’ont imaginé pour la première fois en 1950, d’où le nom.
Vous pouvez voir les dimensions colossales de ce réacteur dans l’image ci-dessus, on peut remarquer un homme debout tout en bas.

Comme je l’avais déjà dit, pour pouvoir réaliser une réaction de fusion il faut chauffer la matière à des températures gigantesques. C’est ce qui sera fait dans le tokamak d’Iter. A ces température les composants de notre réaction sont sous la forme d’un plasma, une grande bouillie de particules chargées. On va donc pouvoir diriger ces particules avec un champ magnétique puissant (c’est une propriété des particules chargées), donc confiner ce plasma et se protéger de sa température. De grandes bobines électriques vont donc être placées autour de la chambre centrale afin d’y créer ce champ magnétique. Pour vous imaginer la taille de ces bobines regardez l’image ci-dessous, c’est bluffant. Vous pouvez également regarder la vidéo explicative de tout le processus de construction de ces bobines ici. Remarquez le temps considérable nécessaire pour créer une unique bobine.

bobine à champ toroïdal

Le Projet Iter est une association de nombreux pays et l’emplacement qui a été décidé pour construire le tokamak est en France, à Cadarache ! C’est donc sur notre territoire que se trouve ce gigantesque projet, avec les retombées que l’on sait sur les emplois et l’économie de la région. La construction du site a commencé en 2007 et doit durer 10 ans, de grands espaces ont dû être défrichés et nivelés, des routes ont dû êtres modifiées pour permettre au gigantesques composants du réacteur d’être acheminés, et un travail énorme reste encore à réaliser alors que les bâtiments sortent petit à petit de terre. Vous pouvez visiter le site si vous êtes dans les environs.

On a vu la conception technique d’Iter mais quels sont les objectifs à long terme de ce projet ?
Il faut savoir que pour réaliser une réaction de fusion il faut injecter énormément d’énergie avant que la réaction s’enclenche. Le but est d’utiliser une partie de l’énergie produite pour maintenir la réaction en place. L’objectif final, et c’est celui d’Iter, est d’injecter dans le réacteur moins d’énergie pour entretenir la réaction qu’on en récupère. Or ceci n’est pas évident, à l’heure actuelle les meilleurs rendement d’une réaction de fusion on été ceux du tokamak européen JET, qui a injecté une puissance de 25MW pour en récupérer « seulement » 16MW, et celà pendant une seconde. Iter a de bien plus grandes ambitions avec 500MW produits pour 50MW injectés dans le réacteur et cela pendant 400 secondes. A titre de comparaison en France les réacteurs nucléaires produisent des puissances de l’ordre de 1000MW. En cas de réussite le Projet Iter serait donc le premier à récupérer plus d’énergie dans une réaction de fusion qu’il en a utilisé.
Un deuxième objectif est de réussir à maintenir la réaction de fusion pendant plus de 1000 secondes et jusqu’à 3000 secondes.

La phase d’exploitation du réacteur d’Iter devrait débuter en 2020 et durer 21 ans. Elle consistera surtout à faire de nombreux tests répartis dans le temps dans le but d’améliorer notre connaissance de cette technologie et de vérifier le fait qu’une telle installation fonctionne bien. Donc en attendant n’hésitez pas à suivre ce beau projet et à vous documenter plus en détail sur le site d’Iter ou sur Itercad.org, le site de l’agence Iter France.

Voyagerons-nous un jour plus vite que la lumière ?

Vue d'artiste d'un warp drive

Vue d’artiste d’un warp drive

Nous abordons ici un sujet relevant pour l’heure actuelle plus de la science-fiction que de la réalité mais des avancées récentes en provenance de la NASA et, avouons-le, un penchant pour le rêve justifie que l’on s’intéresse au voyages dans l’espace à une vitesse plus élevée que celle de la lumière. Rappelons d’abord que normalement, selon la théorie de la relativité restreinte d’Einstein, atteindre une vitesse supérieur à environ 300 000 km/s est impossible. Cette vitesse, appelée célérité c par les physiciens, est donc une constante fondamentale de la physique et une limite pour la propagation de la matière et de l’information. A l’heure actuelle cette limitation ne nous est pas vraiment perceptible et ne nous empêche en rien d’avancer puisque nous vivons et nous déplaçons dans une portion de l’espace relativement petite. En revanche, pour nos descendants il est envisageable qu’un jour cette limite soit un frein à l’expansion de l’Humanité dans l’espace (si bien sur elle en décide ainsi). Si on imagine que nous puissions construire un vaisseau qui irait à 1% de la vitesse de la lumière, ce qui est déjà énorme comparé à ce qui se fait actuellement, il lui faudrait tout de même 400 ans pour atteindre alpha du centaure, le système triple d’étoiles le plus proche de notre Soleil. A 10% de la vitesse de la lumière on arrive à 40 ans de voyage, c’est déjà plus acceptable puisqu’un jeune être humain pourrait survivre à une telle expédition. De plus, il convient de souligner que plus nous nous approcherions de la constante c plus nous serions aidés par un des aspects les plus incroyables de la relativité restreinte: l’écoulement du temps dépend du référentiel (par exemple le référentiel Terre et le référentiel vaisseau spatial) dans lequel on le mesure. Ainsi, les occupants d’un vaisseau allant à 10% de c ne verraient pas, montre en main, 40 ans mais environ 39 ans et 292 jours. C’est peu mais c’est déjà ça de gagné. A 99% de c le voyage ne durerait qu’un peu plus de 6 mois pour les occupants, un temps tout à fait acceptable pour découvrir un autre système planétaire (puisqu’il semble qu’Alpha du centaure possède au moins une planète). Il convient néanmoins d’insister sur le fait que pour les gens restés sur Terre il se sera écoulé environ 4 ans. On voit donc que le voyage interstellaire n’est pas totalement irréaliste; surtout pour ceux qui voyageront (juste pour rêver, si vous réussissez à construire un engin voyageant à 99.9999999% de la vitesse de la lumière, vous pourrez traverser notre galaxie en 2 ans et demi (oui vous avez bien lu) alors que sur Terre il se sera écoulé 80 000 ans, autant dire qu’il ne faudra pas compter revoir un jour vos proches).

Colonie spatiale de type "tore de Stanford"

Colonie spatiale de type « tore de Stanford »

On peut donc maintenant se demander quelles solutions sont envisageables dans un avenir plus au moins lointain pour coloniser l’espace. La première solution serait de ne pas chercher à tout prix à atteindre des vitesses relativistes et de s’adapter aux longs voyages dans l’espace en construisant des vaisseaux gigantesques totalement autonomes en terme d’énergie et de vivres. Un tel mastodonte de l’espace reproduirait une gravité artificielle, produiraient son énergie à partir de réacteur nucléaire à fission ou encore à fusion, sa nourriture grâce à de l’agriculture et serait propulsé de manière classique, par exemple grâce à des propulseurs ioniques. Ces vaisseaux seraient des colonisateurs et aucun des colons ne reverrait la Terre ni même sa destination, seuls ses descendants seraient encore en vie à l’arrivée du vaisseau. La seconde solution consiste à effectivement tenter de s’approcher le plus possible de la vitesse de la lumière pour réduire le temps de voyage et permettre des voyages avec retour sur Terre. Cette solution est technologiquement nettement plus hypothétique car plus on cherche à s’approcher de c, plus l’énergie requise est importante (l’énergie augmente avec le carré de la vitesse en approximation non relativiste et tend vers l’infini quand on tend vers c). La production ainsi que le stockage de l’énergie sont donc des freins majeurs pour cette solution. Actuellement la source d’énergie la plus prometteuse est l’antimatière puisque son rendement énergétique est de 100% (la matière et l’antimatière, en se rencontrant, s’annihilent en énergie). Seulement la production ( dans les accélérateurs de particules) et le stockage (grâce à des champs magnétiques) sont encore loin d’être des domaines technologiques maîtrisés. On en vient donc au sujet d’actualité suggéré par le titre de cet article. La solution la plus incroyable, mais aussi la plus hypothétique, serait de mettre au point un système propulsif qui permettrait de s’affranchir de la limite c et donc de voyager plus vite que la lumière. En 1994, le physicien mexicain Miguel Alcubierre imagine, dans le cadre de la théorie de la relativité , une méthode qui permettrait de réaliser un tel exploit. De manière schématique, sa solution consisterait à manipuler l’espace-temps lui même (cette chose à 4 dimensions dans laquelle nous vivons, évolution, due à Einstein, de l’espace classique à 3 dimensions et où le temps était considéré comme quelque chose d’absolue, étant le même pour tout le monde). Un vaisseaux utilisant cette méthode contracterait donc l’espace-temps devant lui et le dilaterait derrière. C’est en quelque sorte l’espace-temps qui « bouge » à notre place et le nom de ce concept est « warp drive », en référence à star trek. Cette astuce permet d’éviter de violer les principes de la relativité en théorie. Mais la où la solution d’Alcubierre pose problème c’est dans l’utilisation d’une forme d’énergie encore non découverte: l’énergie négative. Et de plus la quantité d’énergie requise dans les calculs du physicien est pharaonique, à tel point qu’elle s’apparente à quelque chose d’impossible. C’est dans ce contexte qu’un physicien de la NASA, Harold “Sonny” White, a récemment présenté une avancée majeure sur ce point: d’après de nouvelles simulations numériques, la quantité d’énergie nécessaire pour réaliser une telle distorsion de l’espace-temps serait des millions de fois moins importante que celle prédite par Alcubierre en 1994. Grâce à ces résultats encourageants, la NASA a décidée de soutenir de manière plus importante le physicien et son groupe de recherche Eagleworks au Johnson Space Center, à Houston. Il faut dire que selon lui, il serait possible d’ici à 100 ans, d’atteindre grâce à un tel warp drive le système Alpha de Centaure en 2 semaines (!). On peut imaginer que le chercheur s’est peut être un peu emporté en avançant de tel affirmations mais pour obtenir des fonds, la méthode n’est pas forcément bête. Affaire à suivre donc, tout en rappelant que cet article relève plus de la science-fiction pour le moment ( et certainement pour encore un long moment) et qu’il convient de rester prudent sur les affirmations de scientifiques promettant des choses incroyables dans des intervalles de temps très courts. Cela ne nous empêche par contre pas de rêver.

L'Enterprise de star trek sera t'il un jour du domaine du possible ?

L’Enterprise de star trek sera t’il un jour du domaine du possible ?

La fusion nucléaire : l’énergie du futur ?

Une des grande problématique de notre époque est celle de l’énergie. Toutes les manières de la produire possèdent des inconvénients à l’heure actuelle.
Avec le gaz, le pétrole et le charbon une quantité gigantesque de CO2 est produite qui est l’ingrédient du réchauffement climatique. De plus leur quantité est limité sur la surface du globe. A propos de la fission nucléaire les problématiques de sécurité sont un frein à son utilisation à long terme. La réaction doit être contrôlée pour ne pas engendrer de catastrophe et des déchets radioactifs sont produits que l’on enterre et que l’on lègue à nos enfant, ne sachant pas comment faire autrement pour maîtriser leur radioactivité. Enfin les énergies renouvelables, qui semblent la voie la meilleure de produire de l’énergie, sont en effet sans risque pour la planète et les personnes, mais ont des rendements très faibles.

L’idéal serait donc de trouver un moyen de récupérer de l’énergie qui réponde à ces quatre problématiques : ne pas rejeter de dioxyde de carbone, garantir la sécurité, avoir de bons rendements et être disponible en très grande quantité. Et évidemment – puisque je poste cet article – cette solution existe !! Du moins théoriquement … c’est la fusion nucléaire.

Mais qu’est-ce que c’est la fusion nucléaire?

C’est la réaction qui va permettre à deux noyau atomiques de se rejoindre pour n’en former qu’un plus lourd. En comparaison la fission nucléaire, qui est utilisée actuellement, est la réaction qui consiste en la division d’un noyau atomique en deux noyaux plus légers. Ceci en bien expliqué dans la vidéo suivante.

 

Cette réaction de fusion nucléaire produit beaucoup d’énergie, énormément d’énergie. Pour vous dire c’est la réction qui se produit au coeur des étoiles et qui leur permet d’être chaudes et brillantes pendant des milliards d’années. Le problème c’est que les conditions de cette réaction sont terriblement difficiles à réaliser sur Terre. Il faut se trouver à des températures si élevées qu’on ne peut même pas l’imaginer : plusieurs dixaines de millions de degrés Celsius. Le seul moyen pour cela est de contenir la matière chaude sous forme de plasma grâce à un puissant champ magnétique.

Cependant si elle était maîtrisée la fusion aurait tout pour plaire.
Voici la réaction qui serait utilisée :     deutérium (2H) + tritium (3H) –> hélium (4He) + neutron (1n) + énergie
Or les composants de cette réaction, deux isotopes de l’hydrogène, sont relativement simples à produire. Le deutérium se trouve partout dans l’eau des océans. Le tritium, qui lui est un isotope radioactif, serait produit à partir d’une réaction de fission du lithium 6, qui est présent en abondance sur Terre . Les déchets radioactifs engendrés par la création du tritium seraient très limités en comparaison de ceux produits par les centrales nucléaires actuelles. La fusion permettrait donc d’apporter de l’énergie de façon quasi-illimitée et en ne produisant presque pas de déchets nucléaires. Comme la réaction n’émet pas de dioxyde de carbone la fusion est également propre du point de vue de l’environnement.
De plus la réaction de fusion n’est pas une réaction en chaîne, elle doit être entretenue. Donc si une fuite se réalise la réaction s’arrète automatiquement. C’est donc un procédé sécurisé.
Pour terminer les rendements de la fusion sont théoriquement exceptionnels. La réaction deutérium-tritium dégage environ 4 fois plus d’énergie que celle de la fission de l’uranium utilisée dans les centrales nucléaires actuelles.

Pour résumer si la fusion était maîtrisée elle permettrait d’avoir une énergie propre, sécurisée, quasi-illimitée et à rendements gigantesques. La production d’énergie ne serait plus alors un problème.

Plusieurs projets se développent actuellement afin de montrer qu’il est possible d’utiliser la fusion. En particulier le projet Iter cherche à savoir si elle peut être utilisée à un niveau industriel. Ceci fera l’objet d’un prochain article.

Planetary Resources lance une campagne de crowdfunding.

La page kickstarter de Planetary Resources.

La page kickstarter de Planetary Resources.

La jeune startup Planetary Resources vient de lancer, plus d’un an après sa présentation au public, une campagne de crowdfunding (financement participatif) sur le célèbre site kickstarter. L’Objectif premier de cette initiative est de récolter 1 million de dollars d’ici au 30 juin 2013. Pour rappel, cette société a été fondée par Peter Diamandis, déjà à l’origine de la X Prize Foundation  et Eric Anderson l’homme derrière Space Adventure, la seule entreprise au monde à proposer des voyages pour particulier à destination de l’ISS. Le but ultime de Planetary Resources est de mettre en place un système robotique permettant d’exploiter les énormes ressources présentes sur les astéroïdes. Et la première étape pour réussir un scénario aussi ambitieux consiste naturellement à identifier les cibles les plus intéressantes dans l’espace proche de la Terre. L’Arkyd (100), un télescope spatial (comme Hubble), est donc l’objet de cette campagne sur kickstarter, l’argent récolté devant servir à : lancer le satellite dans l’espace (grâce au futur launcherOne de Virgin Galactic), financer les opération de maintien opérationnel du télescope une fois dans l’espace, instaurer un programme d’éducation pour les jeunes et enfin créer une interface de contrôle qui permettra à quiconque d’accéder au satellite et de le contrôler. C’est ce dernier point qui concerne le plus les donneurs, en effet, ceux-ci pourront, ainsi que quiconque le souhaitant, utiliser l’Arkyd pour prendredes photos d’eux mêmes depuis l’espace, l’engin possédant un écran externe. Avec des investisseurs milliardaires comme Larry Page ou Eric Schmidt on peut néanmoins se demander si ces 1 million de dollars changeront quelque chose mais l’initiative peut aussi être vue comme une moyen judicieux d’intéresser et d’impliquer le grand public dans cette aventure qui s’annonce passionnante. Pour participer au financement ou simplement pour s’informer, rendez-vous sur la page kickstarter de Planetary Resources.

Vue d'artiste de l'Arkyd en orbite.

Vue d’artiste de l’Arkyd en orbite.