Bon, que faire quand on a un bras droit en écharpe, un pouce en attelle, qu’on regarde son PC installer des mises à jour et qu’on en a marre de bingwatcher des séries ? Ben on pond un tit article de fond pour se détendre et on cause de comment qu’on voyage donc dans l’espace au 23ème siècle, et combien de temps ça prends de s’y balader ! Bonne lecture.

Pour mieux comprendre l’article, je vous invite à lire d’abord La propulsion et les déplacements dans l’espace !

Voyager dans l’espace, part 1

Un truc un peu difficile à appréhender, c’est les distances et les temps de voyage dans l’espace. La plupart des aventures de Singularités se déroulent sur Terre ou dans son voisinage immédiat ; entre Luna et les stations orbitales terriennes et luniennes, il y a déjà du monde et largement de quoi occuper des schattenjägers pour longtemps.

Bref, voyager dans l’espace, si cela promets des aventures passionnantes et que cela va forcément arriver, ça ne va pas arriver tous les jours. Une autre raison au fait que l’action privilégie la Terre et son voisinage est plus pragmatique : les écarts de gravité entre la Terre et les autres habitats spatiaux ou planétaires sont un handicap qui ne se résout pas d’un claquement de doigts. Pour aller enquêter sur une station de la Ceinture ou même sur Luna, on préfère des gens pour qui, entre un quart et un sixième de G, ou même l’impesanteur, c’est tout à fait normal et c’est leur milieu. L’adaptation aux changements de gravité, même aidée par la médecine du 23^ème siècle, ça ne se fait pas tout seul, ce qui rend moins efficace dans l’espace des agents vivant sur Terre.

Ceci dit, revenons-en à notre sujet… Est-ce que se balader dans l’espace, ça prend du temps ? Oui ! La vitesse de croisière des vaisseaux à moteur EM5 lents, comme les transports de fret, les barges automatisées, les ravitailleurs, c’est de 20 à 25km/seconde. Pour les rapides, transports de passagers civil et vaisseaux militaires et de sécurité, mais aussi vaisseaux privés ou encore pirates divers, c’est environ 50km/seconde.

1- Les limites de la vitesse

Un moteur EM5, quel qu’il soit, peut accélérer bien au-delà de 50km/s, si on sait le bricoler efficacement, assurer la maintenance et avoir le carburant nécessaire. Mais ça reste de la théorie qu’on préfère ne pas mettre en pratique, sauf pour certaines sondes robotisées dont la perte resterait un drame très relatif, et pour tout ce qui est torpilles et missiles spatiaux.

En théorie, un moteur EM5 pourrait atteindre une vitesse d’1% de la vitesse de la lumière, c’est-à-dire pas loin de 3 000 km/seconde. Mais il ne pourrait atteindre cette vélocité qu’avec une masse de carburant titanesque, ce qui veut dire plus de masse à déplacer, donc plus de poussée pour arriver à cette vitesse donc plus de carburant à emporter donc… vous voyez le topo ? Le carburant des moteurs EM5 représente une minuscule fraction de ce qui était nécessaire aux meilleurs fusées à propulsion chimique jamais inventées au 21^ème siècle.  Mais au-delà d’un certain rapport accélération-carburant, l’équation devient juste impossible.

Les plus rapides engins propulsés dans l’espace, les missiles MIRV Gorgone, atteignent une vitesse terminale de 550km/seconde ; quant à la moyenne des torpilles, elle se situe aux alentours de 100 à 150km/s. Il y a aussi des sondes robotisées qui peuvent atteindre ou dépasser les 250km/s, mais sorti de ça, on entre dans le domaine du rare et dangereux. On peut optimiser la propulsion d’un vaisseau habité pour accélérer au-delà de 50km/s, y compris en quelques touches sur le clavier des commandes moteurs et même pousser à 150 km/s… mais une telle vitesse dilapide le carburant en très peu de temps.

Et petit rappel, dans l’espace, toute vitesse acquise le reste… Aussi, si vous foncez à 50km/s vers votre objectif et que vous voulez vous y arrêter, il faudra autant de carburant pour décélérer que celui dépensé pour accélérer. Un missile se fiche un peu de ce problème –encore que, s’il veut atteindre sa cible qui s’est mise à décélérer brutalement et changer de cap pour le semer, les simples manœuvres pour modifier son cap et revenir sur elle vont lui coûter une pêtée de carburant, et ces machins en ont assez peu – mais un vaisseau spatial doit tenir compte de conserver le carburant pour la décélération et les manœuvres d’insertion orbitale, voire d’atterrissage.

Même au 23^ème siècle, avec la très faible consommation des moteurs EM5, le carburant reste un gros problème et c’est bel et bien lui qui, en premier lieu, limite les vitesses maximales possibles dans l’espace. Et non, on ne vous parlera pas de delta-V. C’est le nom d’un concept très compliqué dans sa formulation, mais très simple dans sa définition qui, pour simplifier, représente la somme d’accélération et décélération nécessaire pour passer d’un point en mouvement à un autre point en mouvement. Comme tout bouge dans l’espace, cela concerne tout les déplacements. le « bilan Delta-V » est donc la quantité finale de mouvement nécessaire pour accomplir un voyage dans l’espace, ce qui concerne principalement le carburant, mais aussi l’emploi des interactions gravitationnelles des corps spatiaux pour accélérer ou décélérer. Mais même si un jour on proposait un système de manœuvres et combat dans l’espace, on s’occupera pas du Delta-V… on causra plutôt de ce qui impacte directement les humains : l’effet direct de l’accélération et de la décélération, c’est à dire les G.

2- Accélération et G

Donc, il y a le problème de l’accélération et des G, la mesure de cette accélération : plus on prend de vitesse (que ce soit pour accélérer ou décélérer), plus on encaisse de G. Chaque G correspond en gros à une accélération de 10m/s à la seconde. Et à chaque G, on multiplie le poids ressenti par 1. À 3 G, si vous pesiez 60 kg, vous avez la sensation d’en peser 180 et avec l’effet d’écrasement qui va avec. On va éviter ici le cours de physique, mais, par exemple, pour prendre une vitesse d’1km/s en une seconde, on se prend 100 G, aussi bien pour les êtres vivants que pour la structure qui accélère. Si la structure résiste plutôt bien, l’être vivant ne va pas aimer, lui.

Un autre point c’est que les G sont d’autant plus difficiles à supporter sur la durée. Un pilote peut encaisser dix minutes à 6 G en frontal avant qu’il ne commence à se passer des choses mais ne tiendra pas plus d’une minute à 11 G. Pour les structures, c’est pareil, elles ont une limite de tolérance en durée et nombre de G. Arrivé à un certain point, c’est tout votre vaisseau qui se disloque sous trop d’accélération, même si pour atteindre ce point, on cause en milliers de G ; l’exemple des torpilles est assez flagrant, puisque leur carburant leur permet d’accélérer à 100 km/s en environ 10 secondes, ce qui représente environ 1000 G, sans que cela leur chatouille beaucoup la moustache.

Pour compenser ces G, les vaisseaux habités sont équipés de générateurs antimasse, capable de modifier et compenser la gravité. Ils assurent naturellement une gravité de 0,25G pour une consommation énergétique raisonnable et, en poussant sur la puissance, on peut arriver ainsi à compenser jusqu’à 5 G. Ce qui veut dire, pour les petits malins qui ont suivi ou sont meilleurs que moi en physique, que la moyenne des vaisseaux spatiaux du 23^ème siècle peut accélérer jusqu’à 50m/s à la seconde sans que personne n’en soit affecté.  Toujours pour les mêmes petits malins, cela veut dire qu’en exploitant l’antimasse à pleine puissance, un vaisseau peut accélérer jusqu’à 50 km/s en environ un quart d’heure. Pas mal hein ? Bon, je vous dis pas la consommation d’énergie selon sa masse, c’est donc une blague que tout le monde ne peut pas se permettre de faire. Il vaut mieux prendre son temps et deux ou trois heures si nécessaires pour atteindre la vitesse voulue sans commencer à tirer sur le moteur et l’énergie.

Au-delà de cette accélération de 5G, cependant, tout le monde morfle. Les vaisseaux modernes sont pourvus de fauteuils compensateurs permettant d’encaisser 1 à 2 G de plus à peu près raisonnablement, il y en a même certains appareils de guerre qui ont des sarcophages étanches remplis de liquides, capables de compenser 5 G, mais à un moment, tout cela ne suffit plus. Dépasser les 50km/s en accélérant à toute blinde devient juste impossible. Imaginons vouloir échapper à une torpille lancée à 100 km/s en poussant les moteurs à fond : pour y parvenir, faut réussir à accélérer en moins de cinq minutes, de 50 à 100 km/s ? C’est du 15 G dans ta face ! Même en tenant compte de l’antimasse qui peut encaisser 5 G et du reste des sécurités possibles, il restera pas loin de 8 ou 9 G à endurer pendant cinq minutes. Le vaisseau va peut-être échapper à la torpille, mais pas sûr que l’équipage soit encore en un seul morceau pour applaudir.

Ceci dit, si plus cela dure, plus les risques de dégâts augmentent avec les G (AVC, crise cardiaque, sans compter les déchirements organiques, os cassés et autres joyeusetés), l’humain encaisse mieux la forte gravité qu’on peut le penser. En fait, pour un terrien entrainé et en bonne santé, tant qu’on ne dépasse pas les 10 G pour plus d’une minute, ça ira plus ou moins. À 15 G, personne ne tient intact plus de 20 seconde, à 20 G, c’est moins de 6 secondes. Quant à 30 G et plus, il faut moins d’une seconde pour que les dommages soient graves ou mortels.

3- Les temps de voyage dans l’espace

Comme nous travaillons encore aux différents lieux colonisés et habités dans le système solaire, la table qui suit sera un peu incomplète, et sera complétée au fur à mesure.

Une chose importante à saisir, avant tout, c’est que dans l’espace, tout bouge tout le temps : tout ce qui se trouve dans le système solaire est en orbite autour du soleil et souvent aussi en orbite autour de son gros astre le plus proche. On va vous épargner le second point mais le premier, on ne peut y échapper. Vénus, la planète la plus proche de la Terre est tantôt à 42 millions de km, tantôt à 256 millions ! Ouais, ça fait un bel écart.

Ceci conditionne donc aussi les départs vers les différents corps célestes du système solaire. On ne va pas interrompre le trafic quand une planète est à perpette pour attendre qu’elle soit plus proche, mais les distances à parcourir sont optimisées pour exploiter l’assistance gravitationnelle et faciliter les points d’interception des corps célestes, ce qui donne des distances moyennes qui ne sont jamais des lignes droites.

Ceci dit, ça ne change pas grand-chose : les distances entre les corps célestes du système solaire prennent du temps à être parcourus et la constante des voyages dans l’espace, c’est que c’est long.

Temps de voyage au départ de la Terre des principaux corps célestes abritant habitations et industries :

Corps céleste	Vitesse lente	Vitesse rapide
Luna	12 hr
Points Lagrange 1 et 2	24 heures
Vénus	1 mois	18 jours
Mars	2 mois	1 mois
Cérès dans la Ceinture	5 mois	2 mois
Orbite de Jupiter	9 mois	5 mois
Orbite de Saturne	2 ans et demi	15 mois
Pluton	7 ans	3 ans et 3 mois

 

La seconde partie de l’article est ici et bonne lecture !