• Des plans sur la comète

    Des plans sur la comète

    Rédigé par : Marine Fankhauser

    EXPLORATION • Débutée il y a presque septante ans, la conquête spatiale a suscité un enthousiasme planétaire, mais également des convoitises et rivalités entre États. Nouvelle mission sur la Lune, colonisation de Mars… Quels sont les derniers enjeux ?

    Pour commencer, deux dates : celle du 4 octobre 1957 et celle du 20 juillet 1969. La première correspond au premier vol orbital par le satellite soviétique Spoutnik 1 et la seconde aux premiers pas sur la Lune par l’américain Neil Armstrong, suivi quelques minutes plus tard de son collègue Buzz Aldrin. À l’époque, en pleine guerre froide, les tensions sont cristallisées entre ces deux pays. La conquête spatiale, à ses tous débuts, suscite alors logiquement la concurrence entre les deux puissances. Un peu plus de soixante ans plus tard, après des années de coopération internationale, la désormais ex-République soviétique a annoncé son intention le 26 juillet dernier de rompre l’alliance autour de la Station Spatiale internationale (ISS) dès 2024 et de lancer sa propre station orbitale. Selon la NASA, la Station spatiale internationale est pourtant « […] le programme d’exploration spatiale le plus complexe sur le plan politique jamais entrepris ». Cette annonce est intervenue alors que la Russie se retrouve de plus en plus isolée face au reste du monde occidental, sept mois après le début de l’invasion de l’Ukraine, débutée le 24 février dernier. De très nombreux pays ont répliqué en infligeant d’énormes sanctions à la Russie, gelant des avoirs détenus à l’étranger et interdisant certaines transactions commerciales. Comme une sensation de déjà-vu.

    La Lune à nouveau au centre des enjeux
    La NASA a remis au goût du jour l’exploration lunaire avec la mission Artémis. L’objectif ? « Avec les missions Artémis, la NASA fera atterrir la première femme et la première personne de couleur sur la Lune. […] Nous établirons la première présence à long terme sur la Lune. Ensuite, nous utiliserons ce que nous avons appris sur la Lune et autour de la Lune pour faire le prochain pas de géant : envoyer les premiers astronautes sur Mars ». Les équipes ont tenté plusieurs fois début septembre de lancer la première fusée de la mission Artemis-1, non habitée, afin de vérifier qu’elle pourrait accueillir dans le futur des astronautes, mais les décollages ont à chaque fois été reportés pour cause de problèmes techniques. Et le retour des humains sur la Lune ? En 2025 au plus tôt.

    « Avec les missions Artémis, la NASA fera atterrir la première femme et la première personne de couleur sur la Lune. »

    De là, la NASA souhaite ensuite construire une base lunaire, baptisée Gateway, « portail » en français, qui permettrait alors de développer la technologie nécessaire à un voyage sur Mars. Il s’agirait d’un voyage de plusieurs années qui pourrait avoir lieu « à la fin de la décennie 2030 », selon Bill Nelson, administrateur de la NASA.

    Un paradigme modifié
    Auparavant, seules les structures étatiques pouvaient intervenir dans le domaine spatial. Depuis quelques années cependant, le vent tourne. Les sociétés privées de multimilliardaires (notamment SpaceX, issu de la volonté d’Elon Musk, ou encore Blue Origin, fondé par Jeff Bezos) multiplient les investissements pour développer une nouvelle ère de la conquête spatiale. Le pari s’avère gagnant : en 2014, la NASA choisit SpaceX pour envoyer des astronautes sur l’ISS avec des lanceurs réutilisables. En 2022, l’agence spatiale américaine prolonge son contrat avec la société jusqu’en 2028. Elon Musk ne cache pas ses ambitions : surpasser la NASA, être le premier à envoyer des hommes sur Mars et à terme, établir une colonie sur la planète rouge.

    La voie vers le tourisme spatial est lancée.

    Si des sociétés privées parviennent à s’imposer sur le devant de la scène spatiale, ce n’est pas le seul changement. Auparavant uniquement réservé à des astronautes entraîné·e·s, aller dans l’espace ne sera bientôt plus un fantasme pour le commun des mortels. En 2021, Jeff Bezos devient la première personne à franchir la Ligne de Kármán, considérée comme la frontière spatiale, à 100km d’altitude, à l’aide d’un engin développé par sa compagnie. Depuis, quelques vols touristiques ont eu lieu – le prix d’un billet oscillant entre 250’000 dollars et 55 millions de dollars. La voie vers le tourisme spatial est lancée.

    L’auditoire

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  • La lumière à la (ra)masse

    La lumière à la (ra)masse

    Rédigé par : Pauline Pichard

    ASTRES • S’ils ont attiré l’attention de quelques physiciens au XVIIIe siècle, le mystère des trous noirs n’a été percé qu’au siècle passé. Une avancée que l’on doit principalement à Einstein et à sa célèbre théorie de la relativité générale.

    Ils font incontestablement partie des objets célestes les plus fascinants du cosmos. Pourtant, les recherches approfondies sur les trous noirs ne remontent qu’au XXe siècle. Définis unanimement par leur champ gravitationnel si intense qu’aucune matière qui y pénètre ne peut en ressortir – y compris la lumière – les trous noirs ont d’abord fait l’objet de spéculations théoriques, bien avant d’être « observés » – quand bien même ils ne sont par définition pas visibles puisqu’ils ne peuvent ni émettre ni diffuser de la lumière.

    De spéculations fantaisistes à révolutions astronomiques
    De fait, c’est à Simon Laplace que l’on doit ces premières spéculations en 1796 dans son livre Exposition du Système du Monde. Il évoque en effet la possibilité que les plus grands astres lumineux puissent être invisibles, thèse qui laisse perplexe l’Académie des Sciences au point que sa démonstration soit qualifiée de fantaisiste par les astronomes de l’époque. Sceptiques sur les chances d’existence d’un tel objet, ces derniers abandonnent leurs recherches, et pour cause ; l’aporie à laquelle conduisent les expériences menées en la matière.

    Laplace évoque la possibilité que les plus grands astres lumineux puissent être invisibles

    Aussi faut-il attendre la première moitié du XXe siècle, et plus particulièrement la publication d’Albert Einstein sur la théorie de la relativité générale en 1915 pour faire un bond considérable dans la compréhension des trous noirs. À ce sujet, Éric Gourgoulhon, physicien au CNRS, vulgarise ce qu’une telle théorie a apporté à ce champ de recherche: « Dans cette théorie, l’espace n’est plus une entité absolue, mais une structure souple déformée par la matière ». Le physicien Karl Schwarzschild trouve quelques mois plus tard une solution à l’équation, qui parvient à déterminer le rayon de l’horizon d’un trou noir. Aussi, entre-t-il dans la définition d’un trou noir, étant donné qu’il peut être caractérisé comme le rayon d’une sphère à partir duquel la masse de l’objet est si compacte que la vitesse de libération est égale à la vitesse de la lumière. « Leur description ne tient qu’à trois paramètres », poursuit le chercheur, « la masse, la charge électrique et le moment cinétique ».

    « Dans cette théorie, l’espace n’est plus une entité absolue, mais une structure souple déformée par la matière »

    – Physicien, Eric Gourgoulhon

    Une typologie des trous noirs
    Georges Meylan, professeur honoraire d’astrophysique à l’EPFL, nous éclaire quant aux différents types de trous noirs : « Il existe des trous noirs dits supermassifs, qui se trouvent au centre de la galaxie et dont la présence provoque parfois l’apparition de jets et du rayonnement X. Les trous noirs primordiaux, eux, sont caractérisés par leur petite taille et se seraient formés durant le Big Bang, alors que les trous noirs intermédiaires ont une masse entre 100 et 10’000 masses solaires ». Les plus étudiés restent les trous noirs stellaires, de masse équivalente à trois masses solaires, et qui naissent à la suite de l’effondrement gravitationnel du résidu des étoiles massives. « Il s’agit de l’étape finale d’une explosion d’une étoile », simplifie l’astrophysicien.

    Un champ de recherche en pleine expansion
    Le XXe siècle a vu l’avènement de nombreuses théories, dont celle de Stephen Hawking, à qui l’on doit le rayonnement éponyme qui suggère que les trous noirs ne sont pas complètement noirs. Plus récemment, le Prix Nobel 2020 a été décerné à Andrea Ghez et Roger Penrose, à qui l’on doit la première « photo » prise en juin 2019. « Deux défis préoccupent les astrophysicien·ne·s contemporains », développe le physicien du CNRS : « Un premier, qui est observationnel, visant à l’amélioration de nos instruments de telle sorte à obtenir des images plus fines ; le second est d’ordre théorique, puisqu’il est question de tester les modèles de trous noirs dans d’autres modèles que la théorie générale ». Le but ? Déterminer si la théorie de la gravitation sous-jacente est bien en accord avec les prédictions de la théorie de la relativité générale. De quoi passionner les futures générations d’astrophysicien·ne·s.

    L’auditoire

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  • Lunaire, le droit de l’espace

    Lunaire, le droit de l’espace

    Rédigé par : Marine Fankhauser

    JURIDICITÉ • Si l’espace extra-atmosphérique suscite aujourd’hui les convoitises de pays et également d’entreprises privées, la réglementation légale de ce territoire aux limites indéterminées reste encore très floue.

    Le 20 juillet 1969, deux hommes marchent sur la Lune, déclenchant un enthousiasme planétaire. C’est le début de la conquête spatiale. Très rapidement, une loi internationale est adoptée : il s’agit du Traité de l’espace de 1967, qui réglemente les activités extra-atmosphériques. Les buts énoncés en préambule sont clairs : il faut favoriser la coopération internationale, consolider les relations amicales entre les États et mettre en avant l’exploration et la recherche pacifiques.

    Ce traité ne pose aucune définition précise de l’espace

    Cependant, plus de 50 ans se sont écoulés depuis et ce Traité reste la seule réglementation majeure dans le domaine avec plus de 110 pays signataires – la Suisse y a pour sa part adhéré en 1969. Ce texte ne pose cependant aucune définition précise de ce qu’est véritablement l’espace et de quelles sont ses frontières.

    Une zone floue
    L’objet de débat repose sur la définition de l’altitude fixant le début de l’espace, soit la fin de l’atmosphère. Certains pays tels que l’Australie et le Danemark ont fixé la limite arbitraire de 100 km au-dessus du niveau de la mer. En 2018 cependant, des recherches menées par l’astrophysicien américain Jonathan McDowell montrent qu’il faudrait plutôt tabler sur 80km… Il y a là une véritable zone grise, et aucun État ne semble pressé de fixer sa limite. L’enjeu est de taille : en deçà de l’espace extra-atmosphérique se situe l’espace aérien où chaque droit national s’applique. Au-delà, dans l’espace, aucune réglementation étatique n’est valable. Il n’y a donc par exemple aucune responsabilité des pays en cas de collision de plusieurs satellites. Également, aucune autorisation n’est nécessaire pour entrer dans l’espace, au contraire de l’espace aérien d’un pays. Quelques chartes et codes de bonne conduite pour des groupes aérospatiaux privés ont vu le jour, notamment la charte de la Space Safety Coalition en 2019. Elle regroupe actuellement 34 signataires, dont Airbus et Virgin Orbits (une des sociétés du milliardaire Richard Branson).

    Il suffirait d’une seule entité récalcitrante pour réduire les effets de ces chartes à néant

    Le problème est qu’il suffirait d’une seule entité récalcitrante pour réduire les effets de ces chartes à néant… En Suisse, il n’y a aucune réglementation juridique en la matière. Le droit de l’espace reste donc très vague.

    L’auditoire

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