Le projet Daedalus, premier plan détaillé d'un vaisseau interstellaire
Entre 1973 et 1978, des membres de la British Interplanetary Society ont dessiné une sonde capable d'atteindre l'étoile de Barnard en une cinquantaine d'années, propulsée par des centaines de micro-explosions de fusion chaque seconde.
En 1973, quatre ans avant le départ des sondes Voyager, des membres de la British Interplanetary Society, association britannique consacrée au vol spatial, se lancent dans un exercice inédit : concevoir dans le détail une sonde capable d'atteindre une autre étoile en moins d'une vie humaine, avec des technologies que l'on pouvait raisonnablement imaginer pour la fin du XXe siècle. Pendant cinq ans, sous la direction de l'ingénieur Alan Bond, avec notamment Anthony Martin, ils publient leurs calculs dans la revue de l'association. Le résultat, le projet Daedalus, reste une étude de référence du voyage interstellaire.
Cap sur l'étoile de Barnard
La cible retenue est l'étoile de Barnard, une petite naine rouge située à environ 5,96 années-lumière, la plus proche après les trois étoiles du système d'Alpha du Centaure. Le cahier des charges est ambitieux : y arriver en une cinquantaine d'années, et rester assez souple pour viser une autre étoile proche si nécessaire.
Pour y parvenir, il faut atteindre une vitesse de croisière d'environ 12 % de la vitesse de la lumière, soit quelque 36 000 km/s. Les auteurs passent en revue toutes les solutions connues : fusée chimique, réacteur nucléaire chauffant de l'hydrogène, propulsion électrique, fusée à photons, statoréacteur interstellaire captant le gaz entre les étoiles. Toutes sont écartées, faute de puissance ou de réalisme. Seule reste la fusion nucléaire.
Un vaisseau de 54 000 tonnes
Daedalus est un géant à deux étages, long de 190 mètres, d'une masse totale de 54 000 tonnes, dont 50 000 tonnes de combustible. La charge scientifique, environ 450 tonnes, comprend deux télescopes optiques de 5 mètres, deux radiotélescopes de 20 mètres et dix-huit petites sondes autonomes, larguées plusieurs années avant l'arrivée pour explorer le système de l'étoile.
Le premier étage pousse pendant un peu plus de deux ans et porte le vaisseau à 7,1 % de la vitesse de la lumière ; le second prend le relais pendant près de deux ans encore. Commence alors une croisière silencieuse de 46 ans. Daedalus ne freine pas : il traverse le système de l'étoile de Barnard à pleine vitesse, et ses instruments n'ont que peu de temps pour observer.
La fusion par micro-explosions
Le moteur repose sur la fusion par confinement inertiel. De petites billes de combustible sont injectées dans une chambre, à raison de 250 par seconde. Des faisceaux d'électrons les compriment et les chauffent si brutalement que leurs noyaux fusionnent : chaque bille devient une minuscule explosion thermonucléaire. Un champ magnétique, servant de tuyère, canalise le plasma produit vers l'arrière. La vitesse d'éjection prévue dépasse 9 000 km/s, environ deux mille fois celle d'un moteur chimique.
Le combustible choisi est un mélange de deutérium et d'hélium 3. Cette réaction produit beaucoup moins de neutrons que la fusion deutérium-tritium, ce qui épargne le vaisseau. Mais l'hélium 3 est rarissime sur Terre : l'atmosphère entière n'en contiendrait que quelques milliers de tonnes. Les auteurs proposent donc de le récolter dans l'atmosphère de Jupiter, avec des usines robotisées portées par des ballons, pendant une vingtaine d'années.
Les dangers de la route
Les concepteurs avaient prévu les risques du trajet. Un disque de béryllium de quelques millimètres d'épaisseur, pesant 50 tonnes, protège l'avant contre l'érosion par la poussière, et de petits engins lâchés environ 200 kilomètres en avant devaient disperser les obstacles les plus gros avant leur rencontre avec le vaisseau. Des robots de maintenance, enfin, devaient réparer seuls les avaries, loin de toute aide.
En 2009, le projet Icarus, lancé sous l'égide de la Tau Zero Foundation et de la British Interplanetary Society, a entrepris de revisiter Daedalus à la lumière de trente ans de progrès scientifiques et techniques.
Et sur Terre ?
La fusion par confinement inertiel n'est plus un rêve de papier. Le 5 décembre 2022, aux États-Unis, l'installation laser NIF a obtenu pour la première fois davantage d'énergie de fusion, 3,15 mégajoules, que l'énergie laser envoyée sur la cible, 2,05 mégajoules. Mais une centrale électrique, comme un moteur de type Daedalus, exigerait plusieurs tirs par seconde, avec des cibles bon marché et des lasers bien plus efficaces : c'est l'un des verrous que s'attache à lever la marche D-NRG-02, au service des futures centrales et de l'industrie laser.
Daedalus reste aujourd'hui un repère plutôt qu'un plan de construction. Il a montré qu'un vaisseau interstellaire pouvait être pensé dans le détail avec la physique connue, et il a établi la liste des problèmes à résoudre : la propulsion, la protection, l'autonomie, le freinage. Les projets actuels, des moteurs à fusion aux voiles poussées par laser, partent tous de cette liste.