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Le regard de l’être humain se porte depuis longtemps au-delà du ciel. Les étoiles ont pu guider nombres de personnes, y compris spirituellement. Certaines planètes autour d'autres étoiles sont devenues les espoirs de l'existence d'autres Terres. C’est heureux ! Nous ne sommes peut-être donc pas seuls au sein de ces innombrables systèmes stellaires. Combien rêvent de trouver LA planète, non loin d’une étoile relativement proche de nous, qui pourrait abriter la vie ? Vieux rêve d’une espèce qui garde espoir de trouver d’autres semblables, là-bas, dans un lointain espace-temps. Et pourtant ! Connaissons-nous tout de ce qui est au plus proche de nous ? Après plus d’un demi-siècle d’exploration et de défis, de moyens mis à toujours porter plus loin notre regard dans l’univers visible, nous prenons conscience que le système solaire peut encore receler quelques secrets bien gardés. Je vous propose donc deux temps dans cet article : le premier reviendra sur ce qu’est le système solaire, ce qui le compose de connu ou d’inconnu ; le deuxième sera davantage prospectif et esquissera les enjeux devenus pluriels de la conquête spatiale, entre sciences, économie, défi et technologie. Il faudra m’excuser si je n’entre pas dans tous les détails, je risquerais sinon de devenir véritablement trop long. D’autre part, je me contenterai d’une photographie présente du système, je n’en ferai pas donc l’histoire. Si toutefois elle vous intéresse, je vous propose le lien suivant qui est assez bref : https://www.le-systeme-solaire.net/formation.html Le système solaire présentation générique les dernières nouveautés L’exploration spatiale un enjeu scientifique, technologique et humain un enjeu économique I. Le système solaire A) présentation générique Le système solaire, qui est le nom donné à notre système planétaire (à savoir un ensemble de planètes ou d’autres objets gravitant autour d’une étoile), se situe dans notre galaxie nommée Voie Lactée : Source : http://slideplayer.fr/slide/7037535/ Il a pour élément principal le Soleil, nom donné à une naine jaune, une naine jaune étant une étoile de taille relativement moyenne ayant une couleur jaune (la couleur étant déterminée par la température). Une étoile n’est pas un objet fixe : au cours du temps, elle passera dans différentes catégories d’étoiles. Typiquement, le Soleil finira par devenir une géante rouge lorsque son hydrogène sera presque totalement consommé. Il y aurait beaucoup à dire sur le Soleil, mais il est ici important de noter que sa taille moyenne lui permet de consommer plus lentement qu’une étoile plus massive ses éléments constitutifs, et donc lui permet de perdurer plus longtemps dans le temps qu’une étoile massive, sa durée de vie se chiffrant en milliards d’années (cinq actuellement, à la moitié supposée de son existence). Le Soleil étant l’objet le plus massif du système solaire, il est celui qui exerce la plus forte attraction, c’est-à-dire la plus forte déformation de la courbure de l’espace, sur tous les autres éléments que nous verrons par la suite. C’est pourquoi tous ceux qui sont relativement proches de lui gravitent autour de lui. C’est tout à fait la même situation que pour la Terre et la Lune sur l’image suivante : Source : http://anarchies.e-monsite.com/pages/l-espace-temps.html Actuellement, huit éléments principaux gravitent autour du Soleil : les planètes. Celles-ci n’intègrent plus Pluton qui a été rétrogradée en planète naine en 2006 en raison de l’insuffisance de sa force de gravitation. En effet, une planète se définit d’une part par son orbite autour du Soleil, mais aussi par sa capacité à « nettoyer » son environnement, c’est-à-dire repousser les éléments plus petits que lui. C’est le cas de Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Celles-ci peuvent être telluriques (rocheuses) ou gazeuses. Vous trouverez sur le lien suivant un simulateur permettant de visualiser les planètes, leurs orbites et donc leurs positions les unes par rapport aux autres, y compris les planètes naines dont nous allons parler juste en dessous : http://www.astronoo.com/fr/articles/positions-des-planetes.html Le système solaire est également constitué de planètes dites naines, à savoir des planètes trop petites pour être des planètes (ou de force gravitationnelle trop faible) mais suffisamment massive pour être un petit corps. Il en existe actuellement cinq : Cérès, Makemake, Haumea, Eris et Pluton. Celles-ci sont visualisables également sur le simulateur ci-dessus. Comme vous le savez, il existe des corps orbitant autour des planètes : les lunes (ou satellites naturels). Si la Terre possède la sienne, la Lune, il faut savoir qu’une seule lune est un chiffre relativement faible à côté d’autres planètes, bien que certaines n’en aient pas (Mercure, Vénus). Je vous laisse apprécier cette liste sur le lien suivant et vous comprendrez donc que les planètes les plus massives sont aussi celles qui ont le plus de satellites naturels : https://www.le-systeme-solaire.net/satellite.html Vous noterez qu’il en existe un certain nombre qui ne sont pas encore confirmés comme tels. Il est à noter également que s’ils peuvent tourner autour d’une planète ou du Soleil, il existe aussi des satellites pour les astéroïdes que nous allons aborder, un astéroïde étant un élément rocheux relativement « petit ». Ces éléments sont massés essentiellement dans deux ceintures : la ceinture d’astéroïdes entre Mars et Jupiter (dans laquelle se trouve Cérès, la planète naine) mais aussi la ceinture de Kuiper au-delà de Neptune, la planète la plus éloignée du Soleil. Ces éléments rocheux sont essentiellement de petites tailles mais peuvent atteindre pour une poignée d’entre eux le kilomètre, voire la centaine de kilomètres. Il en existe 26 de plus de 200 km qui sont aujourd’hui connus. Enfin, il existe également une poignée de comètes, à savoir des éléments faits de glaces et de poussières (ce qui explique la nuée visible à l’œil nu lorsqu'une comète passe non loin du Soleil par réflexion de la lumière). Celles-ci proviennent surtout de la ceinture de Kuiper et du nuage d’Oort, un lieu qui se situerait au-delà de la ceinture de Kuiper. Je ne développerai pas le nuage hypothétique de Hills, mais les zones au-delà de la ceinture de Kuiper restent encore aujourd’hui à préciser et découvrir plus nettement. La différence fondamentale est que, contrairement au nuage d’Oort qui est susceptible d’être perturbé par l’attraction d’autres étoiles (ce qui explique la venue de comètes à l’intérieur du système solaire), le nuage de Hills serait lui plus proche et les éléments qui s’y trouvent seraient « figés » dans le temps, c’est-à-dire qu’ils sont trop loin pour être attirés par le Soleil mais trop loin aussi des autres étoiles pour que celles-ci les attirent vers elles ou les repoussent au centre du système solaire. En résumé, nous avons : Source : http://hitek.fr/actualite/nouvelle-planete-naine-decouverte-systeme-solaire_10014 B) les dernières nouveautés Peut-être l’avez-vous lu ou vu récemment : une neuvième planète serait à détecter. Actuellement, nombres d’équipes sont en course pour être la première à observer cette planète qui serait plus massive que la Terre, très peu lumineuse et, surtout, très éloignée du Soleil. Pourquoi croyons-nous qu’il en existe une neuvième ? Car celle-ci serait en mesure d’expliquer l’inclinaison du Soleil puisque, de par son éloignement et son poids, elle ferait incliner très légèrement le système solaire, donc le Soleil lui-même : https://goforlaunch.nl/has-planet-x-finally-been-discovered-it-doesnt-look-that-way/ Mais cette planète hypothétique, qui n’est pas la première histoire de planète nouvelle dans le système solaire, pourrait ne pas être issue du système solaire. En effet, il arrive « fréquemment » que des astres passent non loin des limites du système solaire et finissent par en sortir, le cas le plus récent étant celui d’une étoile, de ça 70.000 ans, qui serait passée à la limite du nuage d’Oort. Dans notre cas, nous parlerions d’une planète qui, voilà quelques milliards d’années, aurait été de passage dans le système solaire pour ne jamais en ressortir parce que captée par l’attraction du Soleil. Nous saurons dans les années à venir si cette planète existe bel et bien, confirmant l’idée qu’il existe nombre de choses à découvrir encore dans notre système, ou si ce n’était là qu’une spéculation théorique invalide. Vous pouvez en tous les cas participer à votre échelle à cette quête puisque, comme l’indique cet article, la NASA propose le visionnage des images pour tenter d’y détecter une planète : http://www.20minutes.fr/high-tech/2016791-20170219-internautes-peuvent-aider-nasa-trouver-9e-planete-systeme-solaire En tous les cas, le système solaire recèle probablement des secrets bien gardés qui feront les joies de demain. Si cela se fait plus en rare en termes d’observations, malgré l’effervescence autour de la neuvième planète lointaine, le système solaire est plus que jamais d’actualité en termes d’explorations. II. L’exploration spatiale A l’heure où les premières sondes sont allées au-delà de Pluton et de ce qui est pour nous « directement » observable, à savoir les sondes Voyager et Pioneer tirées dans les années 1970 qui sont aujourd’hui dans le vide interstellaire, l’exploration spatiale reste un domaine porteur et avec de grandes ambitions pour les décennies à venir. A) un enjeu scientifique, technologique et humain L’exploration spatiale comporte plusieurs enjeux, le premier étant généralement la science, science qui tente de répondre à nos interrogations les plus anciennes. Certaines missions mettent en scène des humains, bien souvent pour les défis que cela peut supposer. Mais les défis existent aussi quand les humains ne sont pas directement impliqués. Les enjeux scientifiques ne sont jamais très loin des enjeux politiques, les missions prévues par la Chine, la Russie, L’Europe ou les États-Unis étant parfois conjointes, parfois très différentes. Il en est ainsi des stations spatiales autour de la Terre. A l’heure où l’ISS approche de sa fin (arrêt en 2024 prévu), à l’heure du regain d’intérêt créé par Thomas Pesquet auprès de la population autour de ce sujet, les agences spatiales russes, américaines et européennes prévoient de poursuivre leur coopération pour lancer un nouveau projet qui succédera à l’ISS, mais avec des objectifs différents, par exemple créer une station proche de la Lune de façon à être un point intermédiaire vers une destination plus éloignée comme Mars, voire vers des astéroïdes. L’idée serait donc davantage de créer une base de passage et de maintenance que de recherche. Source : https://simple.wikipedia.org/wiki/International_Space_Station La Chine ambitionne elle de mettre en orbite dès 2022 sa propre station spatiale, étant exclue jusque-là par les États-Unis dans ce projet. A plus long terme, elle souhaite aussi retourner sur la Lune pour y installer, peut-être, une base lunaire, ce qui permettrait notamment d’avoir un tremplin vers des missions impliquant des humains en direction d’autres planètes. Vous l’aurez compris (et avez sans doute déjà eu écho de cette idée), Mars est la prochaine étape, éloignée certes, de l’être humain. Si tous les aspects « techniques » ne sont pas élucidés, la préparation et le travail sur la façon qu’un humain peut vivre un tel voyage (loin de tout, dans un espace relativement petit avec d’autres personnes et sur une durée longue de presque deux ans) sont importants, à l’image de Mars 500, mais aussi de Mars One qui a déjà mené une sélection de volontaires souhaitant mener un tel voyage, cette fois sans retour puisqu’il s’agirait de créer une colonie sur Mars permanente et capable d’y vivre de façon autonome, l’envoi de nouvelles personnes étant fait régulièrement. Si le concept Mars One reste loin d’être envisagé (bien que le délai était fixé à 2026 en 2015), cela démontre d’un intérêt pour la « jumelle » de la Terre. Plus modestement, l’objectif est d’y poser une base où des êtres humains pourraient explorer pendant quelques mois cette planète à des fins principalement scientifiques, ce vers quoi tendent évidemment les agences spatiales ayant pour objectif Mars. Source : https://www.youtube.com/watch?v=JSTSnBhKwAM Autre mission mettant en jeu des humains, dans un but davantage scientifique cette fois : les ballons dirigeables dans l’atmosphère de Vénus. En effet, la planète est invivable à sa surface pour un être humain, mais aussi pour le matériel envoyé sur place. Toutefois, l’environnement pourrait être « supportable » dans son atmosphère, ce qui explique l’idée de ballons à 50 km d’altitude. Par le jeu des orbites, Vénus a également l’avantage d’être par intermittence plus proche de Mars que de la Terre, ce qui pour certains représenterait une étape intermédiaire intéressante avant d’aller vers la planète rouge. Ce serait aussi un moyen de tenter de mieux observer cette planète qui, vous l’aurez compris, n’est pas clémente à l’égard des explorateurs. Autre exemple, les projets d’exploration de la lune Europe non loin de Jupiter qui comporterait des océans sous une épaisse couche de glace, ainsi que l’existence d’une tectonique des plaques. En effet, l’eau (liquide) étant vue comme un élément essentiel d’une hypothétique présence de vie, la mission aurait pour but de traverser la glace et d’analyser l’environnement sous-marin à l’aide d’un robot conçu spécialement pour cela. Mais avant cet horizon lointain, d’autres missions d’exploration par sondes autour d'Europe seront menées pour y trouver de quoi conforter l’idée que la vie puisse s’y trouver. Dans le même ordre d’idée, l’exploration des océans de Titan (océans faits d’hydrocarbures), une lune de Saturne, est également en projet. Les océans étant en surface comme sur la Terre, il est plus aisé d’aller les explorer, bien que de nombreux défis soient encore à relever, le plus important étant de rendre le robot suffisamment autonome pour pouvoir explorer sans la moindre intervention humaine, qui sera à presque trois heures de délais. Impossible, donc, de guider ce probable sous-marin qui devra être en mesure de prévenir et éviter les risques et dangers qui pourraient altérer son matériel. Ici encore, la mission ne serait lancée au plus tôt que dans plusieurs décennies. La plupart de nos ambitions sont en préparation et devraient être programmées pour la deuxième partie du centenaire. D’autre part, et pour montrer que certaines visées dépassent notre système solaire, nous avons des projets comme Starchip qui a l’ambition de construire une sonde qui soit capable de rejoindre Alpha du Centaure, l’étoile la plus proche, en vingt ans (là où celles qui sont les plus éloignées aujourd’hui de notre propre système en mettraient 40.000). Pour y parvenir, il s’agirait d’accélérer une sonde comme jamais auparavant pour atteindre une vitesse qui soit d'un cinquième de celle de la lumière. Cela serait possible à la condition de réduire à un poids dérisoire la sonde. Source : http://www.journaldugeek.com/2016/04/13/espace-stephen-hawking-presente-son-nano-vaisseau-1000-fois-plus-rapide-que-nos-fusees-actuelles/ Vous comprendrez aisément que pour un vol spatial aussi lointain avec être humain, tout est à inventer encore, et en particulier le moyen de propulser un véhicule aussi rapidement sur des distances si importantes compte tenu du véhicule nécessaire et donc de son poids. Ce travail passera nécessairement par des modes de propulsion qui ne sont aujourd’hui pas encore fonctionnels mais qui sont pour certains en étude, le mode de propulsion chimique actuellement utilisé étant le mode le moins efficace énergétiquement parlant. La NASA, notamment, travaille sur plusieurs concepts. B) un enjeu économique Les missions chinoises sur la Lune évoquées dans la partie précédente ont un objectif qui serait d’y exploiter l’Hélium-3, rare sur Terre et abondant sur notre satellite. Le but serait donc d’y installer une base pour mener l’exploitation des sols. Une telle base serait évidemment aussi un moyen de créer un système d’exploitation d’astéroïdes géo-croiseurs (que nous sommes voués à « croiser », donc relativement proches de nous, en tout cas à certains moments dans leur orbite) puisque ceux-ci ont des minerais qui peuvent être rares sur Terre et nécessaires à exploiter, mais aussi des ressources comme l’eau, utiles pour alimenter les fusées en carburant. C’est là que des sociétés privées, en collaboration avec les agences spatiales, entrent en scène, comme DeepSpace avec la NASA. Sur le principe, ces géo-croiseurs sont intéressants car ils limitent la consommation de carburant pour les atteindre. Une autre solution, plus aisée pour l’exploitation, serait de faire dévier l’astéroïde et de le mettre en orbite autour de la Lune, de façon à pouvoir sans difficulté extraire ce qui peut « nous » intéresser. Chose étonnante, le Luxembourg est très intéressé par ce sujet et tente depuis plusieurs années de réunir les fonds nécessaires à de telles missions. Cette capacité à dévier pourrait être intéressante aussi pour, qui sait, remorquer du matériel et des humains jusque vers d’autres planètes en utilisant un astéroïde comme nous prendrions le bus. Sans aller aussi loin, le spatial devrait devenir un lieu touristique « comme un autre » prochainement, moyennant évidemment le billet qui ne sera pas accessible au premier venu, en tout cas à ses prémices. Si un voyage à longue durée n’est pas pour demain, malgré le test actuellement fait de « bulles gonflables » qui auraient l’avantage du coût, de la place et du poids, si les essais faits sur l’ISS sont concluants, les voyages suborbitaux sont davantage proches de nous et permettraient de profiter du paysage pendant quelques instants. Si l’histoire des voyages suborbitaux vous intéresse, un dossier existe sur Futurasciences : http://www.futura-sciences.com/sciences/dossiers/aeronautique-voyage-espace-tourisme-suborbital-1345/page/2/ Si vous avez les moyens et l’envie, vous pouvez même réserver votre vol auprès de cette agence pour un futur vol suborbital : http://www.uniktourspace.com/ Vous l’aurez (je l’espère) compris, le système solaire est encore un lieu de découvertes pour l’être humain, peut-être même de réponses à des questions qui le hantent énormément comme la vie extraterrestre, qui le rendraient enfin moins seul dans ce si vaste univers. Vous l’aurez (je l’espère) surtout compris, la deuxième partie du siècle s’annonce mouvementée tant dans l’exploration robotique qu’humaine, après des décennies nécessaires de recherches, d’innovations et de préparation. Bibliographie : Partie I. A. http://system.solaire.free.fr/soleil.htm https://fr.wikipedia.org/wiki/Syst%C3%A8me_solaire#Soleil https://www.sciencesetavenir.fr/espace/systeme-solaire/pourquoi-pluton-n-est-plus-une-planete_21789 https://www.le-systeme-solaire.net/planetesnaines.html https://www.le-systeme-solaire.net/asteroides.html http://www.futura-sciences.com/sciences/definitions/univers-comete-2498/ https://fr.wikipedia.org/wiki/Nuage_d%27Oort Partie I. B. https://www.sciencesetavenir.fr/espace/systeme-solaire/neuvieme-planete-la-traque-est-lancee_101780 http://www.lexpress.fr/actualite/sciences/et-si-la-neuvieme-planete-etait-un-monde-solitaire-capture-par-notre-soleil_1868036.html http://www.maxisciences.com/%E9toile/une-etoile-a-frole-notre-systeme-solaire-il-y-a-70-000-ans_art34338.html Partie II. A. https://fr.wikipedia.org/wiki/Programme_Voyager#Statut_du_programme_en_2010 http://www.numerama.com/sciences/163017-comment-starchip-veut-atteindre-alpha-centauri-en-20-ans-seulement.html http://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/astronautique-systemes-propulsion-futur-nasa-1249/ http://tempsreel.nouvelobs.com/sciences/20150204.OBS1705/europe-destination-numero-un-pour-la-recherche-de-vie-extraterrestre.html http://www.generation-nt.com/nasa-sous-marin-exploration-titan-lune-saturne-actualite-1912034.html http://tempsreel.nouvelobs.com/sciences/20160711.OBS4394/la-chine-l-autre-puissance-spatiale.html http://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/utilisation-espace-apres-iss-future-station-proche-lune-63709/ https://www.sciencesetavenir.fr/espace/exploration/coloniser-mars-une-mission-sans-retour_101955 https://fr.wikipedia.org/wiki/Mars500 http://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/nasa-nasa-envisage-coloniser-venus-dirigeables-56505/ Partie II. B. http://leplus.nouvelobs.com/contribution/1454702-l-exploitation-des-asteroides-autorisee-dans-20-ans-on-verra-des-mineurs-de-l-espace.html http://www.lefigaro.fr/flash-actu/2013/01/22/97001-20130122FILWWW00663-les-asteroides-attisent-les-convoitises.php http://www.techniques-ingenieur.fr/actualite/articles/les-scenarios-a-letude-pour-capturer-ou-devier-un-asteroide-2253/ http://www.huffingtonpost.fr/2016/05/26/iss-piece-gonflable-nasa-beam_n_10139682.html