Capturer un rayon : le nouveau moteur de l’ESA n’est qu’une bouffée de fumée et un éclat de lumière

Oubliez le feu rugissant d’une Falcon de SpaceX ou l’odeur chimique des carburants de fusée traditionnels. L’avenir des voyages dans l’espace lointain pourrait bien ressembler à une minuscule éponge couleur de suie, poussée par une simple lampe de poche.

L’Agence spatiale européenne (ESA) a confirmé aujourd’hui avoir propulsé avec succès de l’« aérogel de graphène » — un matériau si léger qu’on l’appelle souvent « fumée solide » — en utilisant uniquement la pression concentrée d’un faisceau laser. Les résultats, publiés cette semaine dans la revue Advanced Science, laissent entrevoir un futur où les satellites pourraient bondir à travers le système solaire sur des rayons de lumière, libérés des lourds réservoirs de carburant qui dictent actuellement les limites de l’exploration spatiale.

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Une réaction « rapide et furieuse »

La percée n’a pas eu lieu sur un pas de tir high-tech en Floride, mais à l’intérieur du ventre d’un Airbus « Zéro-G » lors d’un vol parabolique — ces montagnes russes à vous retourner l’estomac utilisées pour simuler l’apesanteur de l’orbite.

Dans une chambre à vide installée dans l’avion, les scientifiques ont braqué un laser continu sur trois petits cubes d’aérogel de graphène. Sur Terre, le matériau bougeait à peine, cloué au sol par l’attraction implacable de la gravité et la résistance de l’air. Mais dans le silence de la microgravité, la réaction a été « rapide et furieuse », selon Marco Braibanti, scientifique du projet de l’ESA pour l’expérience.

En seulement 30 millisecondes — plus vite qu’un battement de paupière — les cubes ont été projetés vers l’avant. Les chercheurs ont découvert que la propulsion était parfaitement contrôlable : plus ils augmentaient la puissance du laser, plus l’aérogel accélérait fort.

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De la fumée solide, une puissance réelle

L’aérogel de graphène est une merveille structurelle. Composé à 99,8 % d’air et d’un squelette microscopique de carbone pur, c’est l’un des matériaux solides les plus légers connus de l’homme. Il est si aérien qu’il peut être posé sur les pétales d’une fleur sans les plier.

Pourtant, malgré son apparence fantomatique, sa capacité à convertir directement la lumière en mouvement mécanique est ce qui met les ingénieurs de la NASA et de l’ESA en ébullition. En éliminant le « poids » du matériau et la friction de la force normale, la microgravité déverrouille une physique cachée où les impulsions lumineuses deviennent de puissants coups de pied.

La fin de l’ère des ergols ?

Les implications pour l’économie du « New Space » sont massives. Actuellement, une partie importante du poids d’un satellite n’est constituée que du carburant nécessaire pour le maintenir dans la bonne position ou pour le déplacer une fois en orbite. Ce « poids mort » coûte des milliers de dollars par kilo à lancer.

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« Nous ouvrons la voie à un avenir de propulsion sans ergols », a déclaré Ugo Lafont, ingénieur en physique des matériaux à l’ESA.

Imaginez une flotte de petits satellites qui ne tombent jamais en panne de « gaz » parce que leur carburant leur est envoyé par rayon depuis une station laser sur Terre ou une base lunaire. Ou des voiles solaires — de géantes feuilles réfléchissantes — recouvertes de graphène qui pourraient transporter des sondes vers les confins de notre voisinage à des vitesses auparavant jugées impossibles.

Pour l’instant, la technologie reste confinée en laboratoire (et dans quelques avions plongeant en piqué). Mais depuis ce matin, le rêve de naviguer parmi les étoiles sur un rayon de lumière est devenu beaucoup plus concret.

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