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mini-magnetosphère

Une nouvelle fois avec l’aide de l’inspiration futuriste de Star Trek, des scientifiques britanniques travaillent sur un vrai bouclier déflecteur qui pourrait protéger les astronautes des dangereux niveaux de radiation rencontrés dans l’espace. Et cela fonctionnerait d’une manière qui est très similaire à la façon dont nous sommes protégés ici, sur Terre.

On sait désormais qu’un voyage à travers l’espace exposera les astronautes à des quantités excessives de rayonnement. Le mois dernier, une étude de la NASA a, une nouvelle fois, démontré que les futurs colons à destination de Mars seraient bombardés avec autant de rayonnement cosmique qu’ils en obtiendraient s’ils passaient l’intégralité de leur corps dans un scanneur une fois par semaine pendant un an. C’est deux tiers de l’exposition acceptable dans une vie.

La solution n’est pas si évidente. Une protection contre les rayonnements physique serait excessivement lourde et épaisse, ce qui la rend tout à fait impossible (dépense énergétique oblige). Il y a même des concepts pour créer un bouclier constitué de nourriture, d’eau, de déchets comme les propres excréments des astronautes pour lutter contre le rayonnement. Mais les chercheurs du Laboratoire Rutherford Appleton (RAL – Angleterre) semblent avoir trouvé une solution inspirée de la nature (cosmique), celle qui prend en compte le champ magnétique de la Terre.

Ici-bas, à la surface de la Terre, nous sommes relativement à l’abri des rayons nocifs du soleil grâce à la présence de la magnétosphère. Alors, pourquoi ne pas recréer le même effet sur un vaisseau spatial ? Une sorte de mini-magnétosphère ?

Ce concept, actuellement poursuivi par l’équipe du RAL, n’est pas une idée nouvelle. Elle a d’abord été imaginée, pour ses propriétés de propulsion, vers la fin des années 1960 par Levy et French et plus récemment, en 2000-2004, par le professeur (physique et astrobiologie, Université de Washington) Robert M. Winglee et son équipe, avec leur Mini-Magnetospheric Plasma Propulsion.

Les précédentes études, pendant les années 1960, ont rencontré des soucis concernant des aspects d’ingénierie et les effets qu’un bouclier de plasma pourrait avoir sur d’autres systèmes du vaisseau spatial. Winglee et ses collègues ont focalisé leur recherche sur l’idée d’employer cette mini-magnétosphère comme système de propulsion pour un vaisseau spatial.  Ils ont établi des expériences qui ont prouvé qu’un champ magnétique dipôle pourrait être gonflé avec une injection de plasma froid, et que le système guiderait un vent solaire artificiel. 

Représentation artistique, mise en GIF par votre Guru, du concept de Mini-Magnetospheric Plasma Propulsion appliqué à une sonde spatiale par Robert M. Winglee.

Mini-Magnetospheric Plasma Propulsion@GuruMeditation

Cependant, tandis qu’ils démontraient que la mini-magnétosphère était déviée par un vent solaire artificiel, ils n’ont jamais fourni de mesure concernant la poussée qu’elle produirait sur un vaisseau spatial et plusieurs autres scientifiques ont exprimé des doutes au sujet de la poussée prévue.  Winglee est depuis passé à d’autres méthodes de propulsion bien qu’il ait également libéré quelques articles démontrant les effets de la mini-magnétosphère comme bouclier de rayonnement.

Aujourd’hui, Ruth Bamford, responsable du RAL, reprend cette idée et, selon sa propre description :

Sur Terre, nous sommes surtout protégés par l’atmosphère, mais en fin de compte le champ magnétique de la Terre est la première ligne de protection pour la vie.

Le concept derrière ce que nous proposons est dû à l’évolution de notre compréhension du plasma. Nous avons découvert que si vous mettez un champ magnétique autour d’un objet dans un flux de plasma, les électrons, qui sont très légers, suivront le nouveau champ magnétique que vous avez mis là, mais les ions, les ions très rapides, iront au-delà, ils ne suivront pas les lignes de champ magnétique.

Vous vous retrouvez avec un champ électrique constant qui peut être suffisant en cela qu’il réfracte réellement ou dévie suffisamment de rayonnement à l’intérieur de la cavité magnétique que vous avez formé pour protéger les astronautes … comme la Terre, assez pour qu’ils puissent survivre.

Et étonnamment, ils ont déjà un prototype dans leur laboratoire. L’équipe du RAL a testé un modèle (ci-dessous) à l’intérieur d’un réacteur à fusion qui produit un plasma similaire au vent solaire et ils sont satisfaits des résultats.
Test-mini-magnetosphère-bouclier-déflecteur 
Bien sûr, ce minuscule modèle est loin d’un vrai vaisseau spatial, mais c’est assez prometteur. L’étape suivante consistera justement à passer à l’échelle supérieure en testant le concept dans l’espace, ce que les chercheurs espèrent voir se produire d’ici à 2018.

Le site du laboratoire Rutherford Appleton et l’interview de Ruth Bamford par la CNN : Shields up! Scientists work to produce ‘Star Trek’ deflector device.

Nest3

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