“Spaceline” : une route de la Lune à la Terre

Le prolongement d’un câble depuis la lune pourrait-il être une meilleure solution ?

Spacelines : La route de la lune
Spacelines : Une route de la lune à la terre. Pouvez-vous faire cela ?

Un couple d’astrophysiciens de l’université de Cambridge et de l’université de Columbia pense que la réponse au problème de l’acheminement des choses vers la lune à moindre coût pourrait être de faire pendre une ligne spatiale depuis la lune au lieu d’investir dans des ascenseurs spatiaux.

Ils estiment que cette solution sera plus pratique, plus facile à mettre en œuvre et moins coûteuse que l’alternative souvent citée.

Des problèmes uniques nécessitent des solutions uniques !

Les auteurs de l’étude, Zephyr Penoyre et Emily Sandford, pensent que nous pensons peut-être dans la mauvaise direction lorsqu’il s’agit de trouver des alternatives à la logistique actuelle Terre-Lune.

Actuellement, il est très coûteux de mettre des choses en orbite terrestre à cause de la gravité de la planète. Les ascenseurs spatiaux ont longtemps été mentionnés comme une solution possible.

Si elles sont réalisables, elles pourraient réduire considérablement les coûts à long terme et permettre de mettre en orbite des charges utiles depuis la surface de la Terre. Mais cela entraîne toute une série de nouveaux problèmes.

Les matériaux modernes dont nous disposons ne semblent pas convenir à cette fin. Ils ne sont tout simplement pas assez forts pour supporter le poids d’un projet aussi ambitieux, selon les auteurs.

Selon eux, il serait préférable de “suspendre” une ligne spatiale depuis la Lune dans le puits de gravité de la Terre.

“Dans cet ouvrage, nous présentons une alternative à l’ascenseur spatial classique qui est à la portée de la technologie moderne : La Spaceline. En prolongeant une ligne ancrée sur la Lune dans le puits de gravité de la Terre, nous pouvons construire un câble stable et traversable qui permet de se déplacer librement de la proximité de la Terre à la surface lunaire”, écrivent Penoyre et Sandford dans leur article.

Ils estiment qu’un tel projet devrait être réalisable avec notre technologie moderne. Il devrait être possible, selon eux, de prolonger un câble depuis la Lune, à une altitude proche de celle de l’orbite géostationnaire.

Cela, pensent-ils, permettrait un transit et une construction faciles entre la Terre mère et la Lune.

Les ascenseurs spatiaux ou cette nouvelle proposition de ligne spatiale sont-ils nécessaires ?

Comme mentionné précédemment, il est actuellement très coûteux de transporter des choses de la Terre vers l’espace. C’est parce que nous comptons actuellement sur la technologie des fusées pour y parvenir.

C’est très impressionnant, mais assez inefficace. Actuellement, de nombreuses missions de charge utile dans l’espace nécessitent l’utilisation de grandes quantités de propulseurs pour “forcer” leur passage dans l’espace.

La plus grande partie de ces derniers est simplement larguée pour pousser la fusée vers le haut. Cette approche est très gaspilleuse et elle doit surmonter non seulement le poids de la charge utile et de la fusée, mais aussi le grand réservoir de carburant qu’elle transporte.

C’est pourquoi il en coûte actuellement des dizaines de milliers de dollars pour chaque kilogramme de charge utile pour les envoyer dans l’espace. Si vous vouliez envoyer la charge utile sur la lune, le coût pourrait être encore plus élevé.

De ce fait, il y a une énorme incitation à réduire les coûts autant que possible. Malgré tout l’excellent travail réalisé par des entreprises privées comme SpaceX, c’est encore une proposition assez coûteuse.

La réponse, selon beaucoup, est un solide élément d’infrastructure capable de transporter du matériel vers le haut, dans l’espace et au-delà via un câble.

Pourquoi la ligne spatiale est-elle une meilleure idée qu’un ascenseur spatial ?

L’idée d’un ascenseur spatial semble intuitivement géniale, mais il y a un problème. Il faudrait qu’une telle chose soit vraiment très forte.

Un ascenseur spatial devrait être très long, environ 42 000 km, pour placer la partie la plus éloignée du câble sur une orbite géosynchrone stable. Il aurait une masse énorme et aurait donc besoin d’un objet tout aussi massif à l'”extrémité commerciale” dans l’espace pour éviter qu’il ne retombe sur Terre au fil du temps.

Cela permettrait théoriquement de maintenir l’ascenseur en suspension en raison de la force centrifuge (effet centripète) .

Même avec certains de nos plus récents matériaux à haute résistance, tels que les nanotubes de carbone, ils pourraient ne pas être capables de “mettre de la moutarde”.

Pour cette raison, Penoyre et Sandford suggèrent que nous regardons peut-être dans la mauvaise direction (au moins pour les missions lunaires). Le raisonnement est relativement simple.

Un ascenseur spatial serait en orbite autour de la Terre toutes les 24 heures. Une ligne spatiale basée sur la lune, en revanche, ne tournerait autour de la Terre qu’une fois par mois environ.

Cette vitesse orbitale plus lente réduirait considérablement les forces agissant sur la ligne spatiale par rapport à un ascenseur spatial. La répartition de ces forces serait également très différente sur une ligne spatiale.

“En s’étendant de la Lune à la Terre, la ligne spatiale passerait par une région de l’espace où la gravité terrestre et lunaire s’annulent. Cette région, connue sous le nom de point de Lagrange, devient un élément central d’une ligne spatiale. En dessous, plus près de la Terre, la gravité tire le câble vers la planète. Mais au-dessus, plus près de la lune, la gravité tire le câble vers la surface lunaire”, selon MIT Technology Review.

Cela signifierait que les matériaux actuels, tels que le Cylon, pourraient être utilisés pour sa construction. Une telle approche faciliterait aussi grandement l’exploration de la lune.

Les économies seraient énormes. “Cela réduirait le propergol nécessaire pour atteindre la surface de la Lune à un tiers de la valeur actuelle”, estiment les auteurs.

Cela nous donnerait également la possibilité d’explorer et d’utiliser le point de Lagrange entre la Terre et la Lune.

L’étude originale a été publiée sur Emerging Technology par arXIV.org.