Un projet de sonde pour explorer Proxima b, l’exoplanète la plus proche de nous

Illustration de Proxima b, exoplanète gravitant dans la zone habitable de Proxima du Centaure, l’étoile la plus proche de la Terre — Crédit : ESO, M. Kornmesser

Deux chercheurs proposent un moyen différent de Breakthrough Starshot pour aller voir ce qui se passe sur Proxima b, l’exoplanète la plus proche de la Terre, et qui est en outre potentiellement habitable. Bien que leur mission se déroulera sur un temp beaucoup plus long, elle a l’énorme avantage de pouvoir se mettre en orbite autour de cet astre, voire même d’en ramener des échantillons de son atmosphère.

Proxima b fut sans aucun doute l’une des plus grandes découverte scientifique de 2016 et aussi l’une des plus sensationnelle. Là, dans notre voisinage galactique, autour de l’étoile Proxima du Centaure, située à seulement 4,2 années-lumière de la Terre, gravite dans sa zone habitable, une planète rocheuse un peu plus grande que la nôtre. Est-elle habitée ? Avons-nous des voisins ? Telle est l’une des premières questions que de nombreux terriens se sont posés dès qu’ils ont appris son existence, il y a six mois. Pour l’instant, on ne sait encore que très peu de choses à son sujet. Les spéculations vont bon train bien sûr et plusieurs études, très sérieuses, proposant des portraits-robots de son environnement, de son atmosphère, des conditions qui peuvent régner à la surface de cet astre synchronisé avec son soleil (à noter que Proxima Centauri est une naine rouge, un peu plus âgée que notre étoile), c’est à dire qui lui présente toujours la même face, s’accumulent.

Pas de doutes que dans un avenir relativement proche, les nouvelles générations d’instruments aideront à mieux discerner Proxima b. Mais quoi de mieux, pour faire plus ample connaissance que de se rendre sur place ? Pour nous, humains, il va sans doute falloir attendre encore longtemps. Pour des sondes éclaireurs, en revanche, cela peut se faire dans les décennies à venir. C’est en tout cas le vœu du milliardaire russe Yuri Milner (et de beaucoup de chercheurs au premier rang desquels le célèbre Stephen Hawking) qui a mis 100 millions de dollars sur la table pour initier le projet Breakthrough Starshot. L’homme – et nous tous avec lui je suppose – voudrait voir de son vivant à quoi ressemble cette planète.

Son projet, pour rappel, a pour ambition d’expédier des nanosondes équipées de voiles très fines à destination de Proxima. Celles-ci, poussées par de puissants lasers tirés depuis la Terre (ou de sa banlieue) qui les feront voyager à 20 % de la vitesse de la lumière, ne mettraient que 20 ans pour arriver. L’un des grands avantages, c’est que c’est plutôt rapide. Mais l’inconvénient, c’est que les engins ne feront que passer, et ce, à grande vitesse. Le survol sera donc très bref, de l’ordre de quelques secondes.

Dans leur article publié dans la revue The Astrophysical Journal Letters, René Heller du Max Planck Institute for Solar System Research et Michael Hippke, spécialiste des technologies de l’information, proposent une expédition alternative à celle de Breakthrough Starshot. Ce serait de petites sondes, également portées par des voiles, qui auraient l’avantage de pouvoir s’attarder des mois autour de cette planète qui nous intrigue. Et même, pourquoi pas, en ramener sur Terre, des échantillons de l’atmosphère.

Schéma du voyage d’une sonde équipée de grandes voiles solaires, au départ de la Terre et à destination de Proxima b, autour de l’étoile Alpha Centauri C, plus connue sous le nom de Proxima Centauri. Il faudrait 95 ans, à 4,6 % de la vitesse de la lumière, pour rallier Alpha Centauri A et B. La sonde serait ensuite ralenti pour pouvoir s’insérer en orbite en douceur autour de l’exoplanète – crédit : PHL @ UPR Arecibo

Un aller-retour en 300 ans environ

Ce projet laisserait le temps à la ou les sondes (oui, cela pourrait être une flotte de dizaines ou de milliers de petits vaisseaux) de s’installer en orbite autour de Proxima b, pour l’étudier. Toutefois le voyage ne pourrait pas être fait en 20 ans.

Les chercheurs proposent d’employer l’assistance photo-gravitationnelle pour faire accélérer ces sondes qui ne devront pas peser plus de 100 grammes. Pas besoin de construire des plateformes pour des tirs lasers. Ce seront les photons du Soleil qui pousseront les voiles qui les équipent. Celles-ci devront être extrêmement fines (quelques atomes d’épaisseur) et légères. Pour cela, René Heller et Michael Hippke ont pensé au matériau très résistant et à l’avenir prometteur, le graphène.

Ainsi accélérées à 4,6 % de la vitesse de la lumière, les engins pourraient rejoindre Alpha Centauri A et B, en 95 ans environ. Il leur faudrait ensuite décélérer – et cela toujours grâce à l’assistance photo-gravitationnelle, en modifiant l’inclinaison des voiles – pour atteindre Alpha Centauri C alias Proxima, la troisième étoile de ce système triple, 46 ans plus tard et réussir son insertion en orbite autour de sa planète compagne (la seule que l’on connaisse pour l’instant). Les chercheurs indiquent que cela ne peut être optimal que dans une certaine configuration des trois étoiles, laquelle est assez rare. En résumé, les deux prochaines fenêtres de tir s’ouvrent en 2035 et sinon en 2115. Au mieux, les premières sondes de l’histoire de l’humanité à pénétrer un autre système planétaire, arriveront au cours du XXIIe siècle. À moins bien sûr que celles du projet Breakthrough Starshot aient pris l’ascendant.

Pourvu d’un laser pour manœuvrer, la ou les sondes pourraient ensuite regagner la Terre, après une année d’observation in situ. Au total, l’ensemble de la mission pourrait prendre quelque… 300 ans. Cela peut paraître long et moins attrayant mais la moisson scientifique serait énorme.

Enfin, et cela n’est pas inintéressant non plus, si cette planète abrite des formes de vie « intelligentes », celles-ci pourraient remarquer notre présence (intrusion ?) via les flashs lumineux créés par la réflection de la lumière de l’étoile Proxima sur les grandes voiles (plusieurs dizaines de mètres d’envergure) des sondes.

« À mesure que la voile approche de leur système, ils remarqueraient une nouvelle étoile dans leur ciel qui aurait presque exactement le même spectre électromagnétique que leur étoile-hôte, écrivent les deux auteurs le questions/réponses qu’ils ont mis en ligne. En principe, si ces habitants potentiels de Proxima sont capable d’identifier la voile comme étant artificielle, ils pourraient alors concevoir un moyen de trahir volontairement leur présence aux caméras à bord de la sonde ».

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