Les stations orbitales, possible avenir de l'humanité ?

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Les stations orbitales, possible avenir de l'humanité ?

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La station spatiale internationale est le plus grand des objets artificiels placés en orbite terrestre. Sur 110 m de longueur, 74 m de largeur et 30 m de hauteur. Avec une masse d'environ 400 tonnes.
La station spatiale internationale est le plus grand des objets artificiels placés en orbite terrestre. Sur 110 m de longueur, 74 m de largeur et 30 m de hauteur. Avec une masse d'environ 400 tonnes.
- NASA

Entretiens. Les stations orbitales pourraient-elles servir de refuge à une humanité en danger, de hubs vers la Lune ou Mars ? Il faudrait savoir les financer et les construire à cette échelle expliquent les astrophysiciens Roland Lehoucq et Jérôme Perez et le juriste auteur de science-fiction Hugo Bellagamba.

Nous sommes loin techniquement et économiquement des stations orbitales gigantesques imaginées dans les années 70. L'ISS, la station station spatiale internationale popularisée par Thomas Pesquet, abrite seulement six personnes (deux à six habitants depuis novembre 2000). En revanche, concevoir ces stations comme des lieux de passage permettant de recevoir des astronautes qui poursuivent leur chemin vers la Lune ou Mars commence à s'envisager. Même si le village lunaire n'est pas encore pour demain. Entretien avec les astrophysiciens Roland Lehoucq et Jérôme Perez, et avec Hugo Bellagamba, juriste et auteur de science-fiction, rencontrés au Festival d'astronomie de Fleurance. 

Roland Lehoucq, les stations spatiales internationales peuvent-elles servir de lieu d'attente pendant qu'une Terre dégradée "s'autorépare" ?

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Certains essaient de "vendre" cette possibilité, mais il ne faut pas rêver ! 7 milliards d'humains dans l'espace, ce n'est pas pour tout de suite.

Si cela devait se produire, ce serait pour quelques personnes très riches et leurs amis, pendant que les vulgaires citoyens grouilleraient à la surface d'une planète irrémédiablement détruite. C'est un peu ce qui est évoqué dans le film de science-fiction Elysium, où l'on voit une station spatiale merveilleuse tout à fait inspirée de ce que l'on appelle le Tore de Stanford, une proposition des années 75. 

Les quelques touristes spatiaux, moins de dix, qui ont payé leur billet de leur propre poche en étant rien d'autre que des "charges utiles", ont payé vingt millions de dollars la mise en orbite ! On imagine le nombre de personnes capables de payer sans broncher une telle somme pour un petit séjour dans un hôtel orbital... On peut imaginer que les coûts diminueront, mais cela restera uniquement accessible pour des gens vraiment riches. 

Enseignant à Polytechnique et Sciences Po Paris, l'astrophysicien Roland Lehoucq est aussi le président du festival international de science-fiction des Utopiales, à Nantes
Enseignant à Polytechnique et Sciences Po Paris, l'astrophysicien Roland Lehoucq est aussi le président du festival international de science-fiction des Utopiales, à Nantes
© Radio France - Stéphane Iglesis

Et utiliser ces stations comme plateforme de correspondance, comme pour l'aviation ?

Il serait envisageable de les utiliser comme des stations techniques, des lieux d'assemblage ou de repos pour les spationautes. Cela éviterait aux fusées ou aux navettes de se poser sur Terre. Mais cela ne concernerait alors que les agences spatiales, voire dans le futur une agence spatiale mondiale. Ce serait pour des besoins scientifiques, même s'il existe toujours une composante géopolitique dans la présence dans l'espace. Nous aurions une présence humaine dans l'espace permanente, non pas de six personnes comme dans l'ISS mais de quelques dizaines de personnes, avec des liens vers une hypothétique station martienne ou lunaire.

Une future station orbitale?
Une future station orbitale?
© Getty

Comment faire baisser les coûts ?

Il faut améliorer l'efficacité de récupération des matériaux. Sur les anciennes fusées, on tire et on jette tout. Sauf le petit module qui va en orbite : le satellite ou la capsule qui contient les astronautes. 

Elon Musk essaie par exemple d'abaisser sensiblement les coûts avec Space X et ses fusées récupérables. Les Américains avaient aussi cette ambition avec la navette spatiale, mais finalement les coûts de fonctionnement ont été bien plus élevés que ce qui était prévu. 

Des projets existent, beaucoup plus spéculatifs. Il y a l'idée d'un ascenseur spatial, qui acheminerait depuis la Terre jusqu'à une station orbitale des astronautes ou du fret, à quelques centaines ou quelques milliers de km/h. On pourrait envoyer plusieurs tonnes par heure en orbite. On sait penser un tel engin. Il a été mis en scène dans deux romans de science-fiction, dont Les fontaines du paradis, d'Arthur C. Clarke (1979). Mais cet objet reste techniquement si complexe qu'il est pour l'instant impossible à réaliser. 

"Un ascenseur orbital est techniquement possible, mais à un horizon de temps non défini"

Selon l’astrophysicien Jérôme Perez, professeur à l’Ensta ParisTech, l’ascenseur spatial est techniquement possible, même si sa réalisation n’est pas forcément aisée.

L'astrophysicien Jérôme Perez
L'astrophysicien Jérôme Perez
© Radio France - Stéphane Iglesis

Cet ascenseur spatial relève-t-il de la science-fiction ou est-il réalisable ?

D'un point de vue gravitationnel, c’est tout à fait possible. C'est un simple exercice de gravitation. Vous allez récupérer un objet très lourd, comme une montagne, un astéroïde, il y en a plein dans le système solaire, plutôt plat pour pouvoir marcher dessus. Ensuite, vous le ramenez dans un orbite géostationnaire au-dessus de la Terre, avec des moteurs, tout en visant juste, car il ne faut pas qu’il tombe sur Terre. Sinon, on pourrait avoir des problèmes.

Ensuite, vous montez là-dessus, vous déroulez un câble en nanotubes de carbone jusqu'à la Terre, et là vous l’arrimez. Vous avez alors un fil d’Ariane qui vous amène de la position géostationnaire jusqu’à la Terre. En quatre jours, vous pourrez monter avec une cabine d’ascenseur normal jusqu’à votre astéroïde en orbite géostationnaire.

Quel est l’intérêt par rapport à une fusée ?

L’intérêt est que cela nécessite beaucoup moins d’énergie, une fois que tout est fabriqué bien sûr. Vous n’avez pas besoin de vous extraire du champ de gravité de la Terre, car vous montez le long du câble avec un moteur standard, un moteur électrique car il y a toujours du soleil une fois que vous êtes sortis de l’atmosphère. Il y a beaucoup de défis technologiques à relever, mais cela marche. C'est de la gravitation standard, et pour la technologie, avec des nanotubes de carbone que l'on commence à maîtriser de façon quasiment industrielle, on a la tension suffisante pour résister aux tensions imposées par ce genre de mécanisme.

Et le câble ne lâche pas ?

Non, le câble ne lâche pas car il est suffisamment résistant, et l’ascenseur ne tombe pas car il est enserré avec deux roues, comme dans les ascenseurs normaux. Vous avez un moteur qui tourne et qui progresse le long d’un câble. Et en faisant tourner des roues de 2-3 mètres de diamètre, vous montez en quatre jours à 36 000 km avec l’ascenseur qui permet d’atteindre l’altitude géostationnaire. Une fois là-haut, vous pouvez utiliser toute l’énergie qu’on mobilise sur Terre pour s’extraire du champ de gravitation pour aller très vite et très loin. Vous utilisez tout l’énergie que vous dépensez sur Terre pour quitter notre champ de gravité, pour accélérer, et aller très vite rejoindre les planètes de façon très efficace. C'est un scénario bien connu des gens qui font de la science-fiction qui pourra, si on essaye, un jour peut-être se réaliser..

Une station orbitale internationale pose des problèmes juridiques intéressants

La seule station orbitale en service connue est l’ISS, la station spatiale internationale qui fête ses 20 ans cette année. Elle est financée jusqu’en 2025.

Pour Hugo Bellagamba, juriste, maître de conférences à l’université de la Côte d’Azur et auteur de science-fiction, l'ISS ne peut pas être considérée comme une nation.

Elle est peu peuplée. Cela ne peut pas être assimilé à un pays ou une nation. Mais elle est là, elle existe. Et depuis la station spatiale Mir, la pionnière, cette station spatiale internationale continue à affirmer que l'homme peut avoir sa place dans l'espace, en orbite, et pas seulement sur la terre ferme.

Hiugo Bellagamba juriste et auteur de SF
Hiugo Bellagamba juriste et auteur de SF
© Radio France - Cecile Rozo

A quoi peut servir une station orbitale dans les années à venir, mais aussi dans 20, 30 ou 50 ans ?

Des critiques sont souvent faites au sujet du coût engagé pour maintenir l’ISS en orbite et en activité. Beaucoup pensent que cet argent, bien que lié au monde de la recherche, pourrait être utilisé à meilleur escient. Quelque part, une fois que l'on a prouvé la capacité de l’homme à être en orbite et dans une station spatiale en permanence on pourrait s’en débarrasser et faire autre chose. C’est un peu les mêmes critiques qu’au moment où Thomas Pesquet a fait son séjour et qu’il a fait des expériences scientifiques : certaines personnes ont dit que les expériences qu'il réalisait dans l’espace pouvaient être faites ailleurs. 

En réalité, plusieurs éléments sont importants : bien sûr, l’aspect scientifique compte, mais pas uniquement. De mon point de vue, c’est l’aspect symbolique qui compte. Un station spatiale internationale est d’abord une coopération entre tous les états nation. Elle représente une dimension très politique, très forte, l’affirmation d’une recherche de paix, si ce n’est sur la terre ferme au moins dans le ciel. On peut remonter à Kant et au rêve d’un monde unifié. 

Il y a aussi l’idée d'une fenêtre ouverte vers l’univers. Même si la découverte des exoplanètes, par exemple, va se faire avec la découverte de télescopes très puissants, affirmer que l’homme peut vivre en orbite est affirmer qu’il y aura un jour des stations spatiales plus importantes, qui pourront remplir un rôle plus large, plus social, plus politique.

Les stations spatiales sont très présentes dans les films de science-fiction, que ce soit la Guerre des Etoiles ou 2001 l'Odyssée de l’Espace…

Je vous rappelle que la forme ronde de la station spatiale de 2001 l’Odyssée de l’Espace provient en fait d’un modèle popularisé par l’ingénieur Wernher von Braun, dans les années 1950 aux Etats-Unis…

Wernher von Braun, l’inventeur des V1 et des V2, qui a travaillé pour le régime nazi avant d’être récupéré par les Américains ?

Oui, le même qui a émigré aux Etats-Unis, en apportant sa science et son savoir technique. Et cette forme circulaire des stations orbitales, popularisée par Stanley Kubrick dans 2001 l'Odyssée de l'Espace, se trouve déjà dans un film peu connu de science-fiction, qui date je crois de 1954, et qui s’appelle "La Conquête de l’Espace". On y trouve le modèle littéralement copié et imité de Wernher von Braun.

l'affiche de 2001 l'Odyssée de l4espace
l'affiche de 2001 l'Odyssée de l4espace
© AFP

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Affiche la conquête de l'espace
Affiche la conquête de l'espace

Que faire de ces stations spatiales dans les années qui viennent, car beaucoup disent que cela coûterait trop cher à construire puis à entretenir, d’autant qu'il n'est pas techniquement possible aujourd’hui d'y mettre beaucoup de monde ?

Aujourd’hui, nous sommes, c'est vrai, dans l’utopie. On ne peut pas imaginer une station avec une population de plusieurs milliers de personnes et je ne parle même pas d’une population de plusieurs millions. C’est évidemment de la pure science-fiction. On peut le voir comme une expérience de pensée. Du coup, on reste sur une quantité de gens en orbite extrêmement limitée. 

Cela étant, si un saut technologique ou un saut économique s’opérait, on pourrait tout à fait avoir des stations-nation. Ce que j’appellerais des nations de l’espace pourraient remplir un rôle au-delà de l’aspect purement scientifique. Cela relèverait du symbole : on pourrait avoir une vie communautaire, dans l’espace. A ce moment-là, apparaîtrait un ensemble d’enjeux qui seraient plutôt politiques et juridiques.

Par exemple quel droit appliquerait-on à des enfants naissant en orbite à bord de la station ? Est-ce qu’il y aurait une nationalité orbitale, ou un système judiciaire orbital ? Est-ce que les nations spatiales siégeraient aux Nations unies ? Avec la science-fiction, tout cela peut nous amener à réfléchir à ce que nous faisons avec nos Etats nations d’aujourd’hui. Une nation dans l’espace est donc tout à fait utopique aujourd’hui, mais on peut l’imaginer et cela peut-être une façon d’imaginer notre avenir en tant qu’humanité.

Mais il faut essayer de penser à 100, 200 ou 500 ans. Pas à 10 ou 20 ans, ce qui est encore la bulle du présent. On peut alors imaginer des choses aujourd’hui irréalisables, mais qui seront, peut-être, le quotidien de demain.