Le Cygne noir 2017-2018

Le Cygne noir 2017-2018

Journal des élèves de l'IPSA Paris

Un ascenseur spatial ?

Mis en ligne en avril 2018

Ça y est, c’est le grand jour ! En ce 23 mai 2053, je vais enfin pouvoir aller dans l’espace et contempler notre Terre de là-haut. C’est avec cette idée dans la tête que je me suis réveillé tout fébrile ce matin dans ce charmant hôtel de la petite ville de Puerto Villamil, au sein même de l’archipel des Galapagos. C’est à environ quelques centaines de kilomètre des îles que l’ascenseur spatial a été construit. C’est pourquoi après un solide petit déjeuner je pars embarquer dans un bateau qui a pour seule destination : l’espace ! 

 L’approche de l’ascenseur 

L’épaisseur du câble vue de profil

C’est à bord de ce bateau que je finis par apercevoir pour la 1re fois de mes propres yeux ce câble tendu vers les cieux.

Et malgré moi, mon stress augmente sensiblement : est-ce la distance ou ce câble est extrêmement fin ? C’est la boule au ventre que je demande des explications à un membre d’équipage du bateau. L’homme me répond calmement que en réalité le câble ne fait pas la même épaisseur tout du long et que c’est parfaitement normal que le mince fil que je vois est difficilement discernable puisqu’il ne fait que 1 cm de large !

En effet, près du sol, là où les vents forts risquent d’emporter le câble, ce dernier est fin pour réduire au maximum les frottements avec l’air. Ensuite, dans la haute atmosphère (10 km d’altitude), le câble devient plus large (jusqu’à 6 cm de diamètre !) afin d’empêcher l’oxydation du câble par l’oxygène atomique se trouvant à cette altitude ( c’est comme s’il y avait un léger acide présent dans l’air qui attaquait peu à peu le câble ). Puis, lorsque le câble croise la zone de débris spatiaux entourant la Terre à une altitude d’environ 1000 km, son épaisseur est fortement élargie et atteint même plus de 15 cm de diamètre pour assurer une sécurité maximale !

Plateforme « Océan Odyssey » du programme de lancement de fusée « See launch »

Après avoir dépassé cette zone dangereuse, le câble reprend une taille normale pour augmenter tranquillement son diamètre jusqu’à la station orbitale permettant de faire contre-poids, atteignant là-bas un diamètre de 15 cm. 

C’est avec toutes ces nouvelles informations en tête que je me dirige vers l’avant du bateau pour pouvoir admirer la véritable île flottante qui s’est créée au pied de l’ascenseur. D’après ce que j’ai compris pendant mes différentes recherches sur le sujet, ne jamais aller à un lieu dont tu ne sais rien, telle est ma devise, en réalité cette plateforme flotte vraiment sur l’eau pour que les possibles oscillations du câble n’endommage pas ses accroches et transmette  plutôt son énergie au mouvement de la plateforme sur l’eau. C’est pourquoi je me trouve en plein océan pour embarquer dans un ascenseur à destination de l’espace. Quel monde de fou !

 La base terrienne 

Arrivé là-bas je suis conduit avec les autres passagers vers une zone d’embarquement semblable à celle d’un aéroport à la différence près que celle-ci est bien plus petite et avec bien moins de monde dedans. C’est dans cette salle que je peux profiter pour la première fois d’un véritable angle de vue sur ce fameux ascenseur spatial dont tout le monde parle. J’en ai le souffle coupé par l’impression de fragilité et de grandeur qui se dégage de l’édifice ! Mon esprit a du mal à faire le lien entre ce fin fil qui s’étend vers l’infini et un ascenseur dans lequel des personnes et du matériel est transporté. Je me retrouve bientôt forcé de quitter du regard cette vue impressionnante par un vertige quant à l’aventure qui m’attend.  

Perdu dans mes pensées, je finis par regarder plus attentivement le contenu de la salle dans laquelle je suis et fais la découverte de panneaux et écrits expliquant la construction de cette prouesse technologique. Je m’en rapproche, intrigué et me mets à les lire avec une curiosité dévorante. J’ai consigné ici toutes les informations qui m’ont semblé importantes sur le moment.  

 La construction de l’ascenseur

Schéma basique du module de déploiement du câble

Déploiement du câble initial

Tout d’abord j’ai compris comment un tel câble a fini par être tendu vers l’espace.

Pour cela les ingénieurs en charge de ce travail titanesque ont envoyé un module en orbite géostationnaire avec à son bord un filin de 91.000 km de long et suffisamment de carburant pour se déplacer seul jusqu’à une orbite géosynchrone. Le filin fut déployé en direction de la Terre pendant que le module s’en éloigne et rejoint son orbite finale. À la fin de la manœuvre, ils se sont retrouvés en possession d’un fin câble tendu entre une plateforme mouvante et un contrepoids dans l’espace en la personne du module. Le câble était encore loin d’être fini puisque son épaisseur était de seulement quelques microns ! C’est à partir de là que le plus grand ouvrage de tissage au monde fut mis en place.  

 

Le « Climber », la navette qui a tissé le câble

Un second module, appelé l’« escaladeur », (Climber en anglais) fut mis en place et commença à faire des allers et retours le long du câble afin de lui donner le profil que l’on connait aujourd’hui. On peut s’imaginer que le Climber était la navette d’un gigantesque métier à tisser. Cette phase de construction pris environ 10 ans au total ! De plus durant cette phase le module qui sert de contre-poids fut peu à peu développé au point d’être désormais la plus grande construction humaine dans l’espace. C’est devenu une station internationale dans laquelle des centaines d’ingénieurs et d’astronautes se retrouvent et réalisent des expériences et prévoient le futur de l’humanité dans l’espace. Des satellites y sont mis en orbites tous les mois, des missions sont envoyées en direction de Mars, des autres planètes du système solaire ainsi que vers nos plus proches voisines, Alpha du Centaure et l’étoile de Barnard, et on étudie même le concept d’ascenseur spatial sur Mars !

J’appris que même la construction de l’ascenseur fut à l’origine de nombreuses avancées technologiques. Un exemple le plus important fut la source d’énergie du Climber. En effet, puisqu’il devait être le plus léger possible, très peu de batteries fut mises à son bord et le principal de son énergie provenait d’un faisceau laser projetés depuis le sol ! L’expérience que nous en avons retiré nous permis de concevoir de nouveau modèles de transport de l’énergie. 

Schéma de la construction d’un ascenseur spatial martien

L’embarquement

Tandis que je me perdais dans mes rêves de conquête spatiale, l’ascenseur en provenance de la station était apparu distinctement dans le ciel. Je me précipitais à la fenêtre la plus proche pour pouvoir le contempler tandis qu’il se rapprochait du sol. Ce fut impressionnant : sans aucune flamme, la capsule ralentit de plus en plus jusqu’à se poser en douceur sur la plateforme. Et après que les occupants de l’ascenseur soient sortis, on nous invita à prendre place à bord. J’y embarqua, à moitié terrifié à l’idée de monter si haut dans le ciel, à moitié surexcité à l’idée d’aller dans l’espace. Et puis nous partîmes…  

Le trajet

Schéma du maillage du câble

La vue était extraordinaire ! On pouvait voir à 180° le sol s’éloigner de la plateforme peu à peu et laisser place à une mer bleu turquoise, caractéristique de l’océan pacifique. Plus le temps passait plus la Terre que l’on voyait se courbait et plus le ciel s’assombrissait. Malgré les turbulences causées par le fort vent extérieur, j’étais confiant : j’avais compris que le câble n’avait aucune chance de se briser. Cependant un doute quant à la solidité de ce mince fil qui nous reliait à la Terre s’imposa à moi lorsque nous arrivons en vue de la zone de débris flottants. Et si l’un de ses débris sectionnait le câble ? Que se passera-t-il ? Chuterons-nous jusqu’à notre mort ?  

 Puis je finis par me calmer et me rappeler ce que j’avais lu dans la salle d’embarquement sur ce qui fait la spécificité de ce câble. Bien qu’il soit essentiellement composé de fibres de carbone, c’est en réalité un fin maillage de fibre de carbone et d’un alliage de polyépoxyde (un polymère qui a pour but de bien garder coller ensembles les différentes fibres). Ce maillage très particulier permet au câble de pouvoir supporter des impacts de météorites en se resserrant autour des trous. C’est pour cela que le câble n’a pas de risque de se casser.

 

Après plusieurs heures de montée, on finit par arriver à la station orbitale et mon premier réflexe lorsque je suis descendu de la navette fut d’aller regarder par le hublot le plus proche notre bonne vieille Terre et ce câble qui nous relie à elle… 

Illustration d’artiste d’un ascenseur spatial (réalisée par Glenn Clovis)

 

Ce voyage imaginaire a été rendu possible par les travaux de Bradley C. Edwards, envisagés au début des années 2000, et qui aujourd’hui soulèvent à nouveau l’intérêt car les avancées technologiques actuelles commencent à permettre ce genre de prouesses. 

Jérémie Gaulle

 

En savoir plus :

Le dossier de Bradley C. Edwards

Tout les schémas utilisés sont tirés de ce dossier 

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