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Science, Tout Simplement - kurzgesagt, Un câble de 1 000 km vers les étoiles – Le crochet orbital

Un câble de 1 000 km vers les étoiles – Le crochet orbital

Aller dans l'espace est difficile. Actuellement, c'est comme gravir une montagne sur

un monocycle avec un sac à dos rempli d'explosifs. C'est incroyablement lent, on ne peut pas

transporter beaucoup de choses et on peut mourir. Une fusée doit atteindre une vitesse d'environ 40

000 kilomètres par heure pour quitter la Terre. Pour atteindre cette vitesse, les fusées sont

surtout des conteneurs de carburant avec une toute petite charge utile.

Pas super si vous voulez aller sur d'autres planètes, parce que vous avez

besoin de beaucoup de choses lourdes si vous voulez survivre et peut-être même revenir.

Y a-t-il un moyen d'aller dans l'espace avec moins de carburant et plus de charge utile ?

Il y a une chose qui a résolu la plupart de nos problèmes de transport

sur Terre : les infrastructures. Qu'il s'agisse de routes, de ports

ou de voies ferroviaires, l'accès à certains endroits a été facilité.

Nous pouvons faire de même pour les voyages spatiaux.

Grâce aux infrastructures spatiales, il sera plus facile et moins cher de se mettre en orbite et de

se rendre sur la Lune, sur Mars et au-delà. Génial. Mais qu'est-ce qu'une

infrastructure spatiale exactement ? Contrairement à un ascenseur spatial terrestre,

qui relève actuellement de la science-fiction, il existe une technologie simple mais prometteuse

qui ne nécessite pas de nouvelles sciences, de matériaux magiques ou d'énormes investissements,

et qui a déjà été testée avec succès en orbite : un câble et un poids. Connu sous le nom de longe.

Le concept est si simple qu'il en est surprenant : et si nous mettions des câbles de centaines de

kilomètres de long dans l'espace et que les vaisseaux spatiaux les utilisaient

pour grimper à des altitudes plus élevées et gagner de la vitesse ?

Ce concept est connu sous le nom de crochet orbital.

Il marche encore mieux si on le fait tourner ! Un contrepoids maintient un long câble en place,

tandis qu'il tourne autour d'un cercle. Une longe en rotation ralentit son

extrémité par rapport au sol en bas, et l'accélère en haut comme une catapulte.

Il est donc possible de transférer de l'énergie à partir de la longe et d'obtenir une énorme

impulsion lorsqu'elle est libérée, égale à deux fois sa vitesse de rotation.

Il existe déjà des fibres spécialisées capables de résister aux contraintes extraordinaires

auxquelles un tel crochet serait soumis. Pour le protéger des collisions avec les

débris et les météorites, nous pouvons envelopper la longe dans une toile de fibres redondantes.

Puisque notre crochet passerait au même endroit plusieurs fois par jour, cela permettrait aux

petites navettes réutilisables de le rattraper. Bien sûr, ce n'est pas si facile.

À son point le plus bas, l'extrémité de la longe traverse l'atmosphère à environ

12 000 kilomètres par heure. À cause de l'atmosphère,

nous ne pouvons pas trop abaisser le crochet, ou il deviendrait trop chaud.

Il s'abaissera donc jusqu'à une hauteur de 80 à 150 kilomètres, pas plus.

Nous aurons ensuite besoin d'un vaisseau capable d'atteindre la longe.

Bien que ce ne soit pas vraiment aisé, c'est toujours beaucoup moins cher que

de pousser une grosse boîte de conserve, remplie de carburant à aller à 40 000 km/h.

Attraper l'extrémité sera également un défi. Il n'y a qu'une courte fenêtre de lancement

de 60 à 90 secondes pour trouver une chose minuscule dans le ciel se déplaçant à Mach 12.

L'extrémité pourrait avoir une sorte de ligne de pêche d'un kilomètre de long,

avec un drone de navigation qui aiderait le vaisseau spatial à se connecter.

Autre défi : maintenir le crochet en orbite. À mesure que de plus en plus de vaisseaux

s'y accrochent et se hissent vers le haut, ils utilisent la dynamique qui le maintient en place.

Si nous ne faisons rien, il va ralentir et s'écraser dans l'atmosphère.

Et ici nous pouvons tromper un peu l'Univers : ce crochet est une batterie d'énergie

orbitale. Il est possible d'équilibrer les charges utiles qui arrivent et qui partent.

Les vaisseaux qui arrivent, ramenant des humains et du matériel sur Terre, ajoutent

de l'énergie à la longe, qu'elle peut donner aux autres vaisseaux qui partent dans l'espace. De

cette façon, la longe ne perd pas d'énergie. Plus nous l'utilisons, moins elle coûte cher.

Si nous continuons à perdre de l'énergie à chaque impulsion, on peut la récupérer avec

des moteurs électriques ou chimiques corrigeant la position de la longe.

Un ensemble de longes, une autour de la Terre et une autour de Mars,

pourrait rendre les voyages entre les planètes rapides, simples et peu coûteux.

La longe terrestre se trouverait en orbite basse pour envoyer les

personnes et les charges utiles sur Mars. La longe martienne les attraperait et les

ralentirait pour les faire atterrir à la surface.

Dans la direction opposée, la longe pourrait attraper un véhicule voyageant dans la fine

atmosphère de Mars à seulement 1 000 km/h, pas beaucoup plus vite

que nos avions de ligne sur Terre, et le projeter vers la Terre pour le redescendre.

Les longes pourraient raccourcir les voyages entre les deux planètes de 9 mois à 5,

voire 3 mois et réduire la taille des fusées nécessaires de 84 à 96 %.

Mieux encore, les gens pourraient voyager dans un luxe relatif, car nous pourrions investir dans

le confort des passagers. Les voyages par longe seraient des sièges de première classe pour Mars.

Ensemble, les longes autour de la Terre et de Mars pourraient constituer un transport

rapide et rentable qui rendrait les voyages spatiaux abordables.

Allons plus loin. Depuis l'orbite basse de Mars, une longe pourrait propulser des

vaisseaux vers la ceinture d'astéroïdes. Le premier vaisseau envoyé vers un nouvel

astéroïde aurait besoin de fusées pour ralentir à sa destination.

Une longe pourrait attraper les arrivées suivantes et les renvoyer gratuitement.

Atteindre les astéroïdes à moindre coût est un facteur majeur dans l'accès aux

ressources du système solaire. Les métaux et minéraux précieux

pourraient être livrés sur Mars quelques semaines seulement après leur extraction

des astéroïdes. Ils constitueraient les pierres angulaires de notre civilisation interplanétaire.

Mais pourquoi s'arrêter là ? Les lunes de Mars sont très

pratiques. Aucune autre lune dans le système solaire n'orbite aussi près de leur planète.

Phobos est si lourde que nous ne pourrions pas la ralentir,

ce qui en fait le point d'attache parfait pour des super longes d'un peu moins de 6 000 km de long.

L'extrémité inférieure volerait juste au-dessus de Mars et serait très facile à attraper.

L'extrémité supérieure pourrait projeter des vaisseaux jusqu'à

Jupiter et Saturne. La même longe pourrait nous rapprocher du système solaire interne.

Vénus et Mercure seraient toutes proches. Contrairement à Mars,

elles regorgent d'énergie solaire et sont riches en minéraux.

À long terme, rien n'empêche l'humanité de construire un réseau

de transport sans propulsion pour les planètes telluriques, centré sur les lunes martiennes.

Les longes constituent une solution durable et comparativement bon marché pour rendre les voyages

spatiaux abordables et le reste du système solaire accessible à l'exploitation et à l'exploration.

Nous disposons aujourd'hui de la technologie requise, il n'y a donc

aucune excuse valable pour attendre. Certaines parties du système solaire

sont très éloignées. Mais elles pourraient être tellement proches.

Un câble de 1 000 km vers les étoiles – Le crochet orbital Ein 1.000 km langes Kabel zu den Sternen - Der Orbitalhaken A 1,000 km cable to the stars - The orbital hook Un cable de 1.000 km a las estrellas - El gancho orbital Un cavo di 1.000 km verso le stelle - Il gancio orbitale 星まで1,000kmのケーブル - オービタルフック Um cabo de 1.000 km até às estrelas - O gancho orbital 1000-километровый кабель к звездам - орбитальный крюк En 1 000 km lång kabel till stjärnorna - den orbitala kroken Yıldızlara giden 1.000 km'lik kablo - Yörüngesel kanca 1000-кілометровий кабель до зірок - орбітальний гак 一条 1,000 公里的星际电缆——轨道钩

Aller dans l'espace est difficile. Actuellement, c'est comme gravir une montagne sur Going into space is difficult. Currently, it is like climbing a mountain on

un monocycle avec un sac à dos rempli d'explosifs.  C'est incroyablement lent, on ne peut pas a unicycle with a backpack full of explosives. It's incredibly slow, you can't

transporter beaucoup de choses et on peut mourir. Une fusée doit atteindre une vitesse d'environ 40 carry a lot of stuff and you can die. A rocket must reach a speed of about 40

000 kilomètres par heure pour quitter la Terre. Pour atteindre cette vitesse, les fusées sont 000 kilometers per hour to leave the Earth. To reach this speed, the rockets are

surtout des conteneurs de carburant  avec une toute petite charge utile. especially fuel containers with a very small payload.

Pas super si vous voulez aller sur  d'autres planètes, parce que vous avez Not great if you want to go to other planets, because you have

besoin de beaucoup de choses lourdes si vous  voulez survivre et peut-être même revenir. need a lot of heavy things if you want to survive and maybe even come back.

Y a-t-il un moyen d'aller dans l'espace avec  moins de carburant et plus de charge utile ? Is there a way to go into space with less fuel and more payload?

Il y a une chose qui a résolu la  plupart de nos problèmes de transport There's one thing that has solved most of our transportation problems

sur Terre : les infrastructures. Qu'il s'agisse de routes, de ports on Earth: infrastructure. From roads to ports sur Terre : les infrastructures. Qu'il s'agisse de routes, de ports

ou de voies ferroviaires, l'accès  à certains endroits a été facilité. or railroad tracks, access to certain areas has been facilitated.

Nous pouvons faire de même  pour les voyages spatiaux. We can do the same for space travel.

Grâce aux infrastructures spatiales, il sera plus  facile et moins cher de se mettre en orbite et de Thanks to space infrastructures, it will be easier and cheaper to get into orbit and to

se rendre sur la Lune, sur Mars et au-delà. Génial. Mais qu'est-ce qu'une to the Moon, Mars and beyond. Sounds great. But what is a

infrastructure spatiale exactement ? Contrairement à un ascenseur spatial terrestre, space infrastructure exactly? Unlike a terrestrial space elevator,

qui relève actuellement de la science-fiction,  il existe une technologie simple mais prometteuse which is currently the stuff of science fiction, there is a simple but promising technology

qui ne nécessite pas de nouvelles sciences, de  matériaux magiques ou d'énormes investissements, that doesn't require new science, magical materials or huge investments,

et qui a déjà été testée avec succès en orbite : un câble et un poids. Connu sous le nom de longe. and which has already been successfully tested in orbit: a cable and a weight. Known as a lanyard.

Le concept est si simple qu'il en est surprenant : et si nous mettions des câbles de centaines de The concept is so simple as to be surprising: what if we were to lay cables of hundreds of

kilomètres de long dans l'espace et que  les vaisseaux spatiaux les utilisaient kilometers long in space, and that spacecraft used them to travel

pour grimper à des altitudes plus  élevées et gagner de la vitesse ? to climb to higher altitudes and gain speed?

Ce concept est connu sous  le nom de crochet orbital. This concept is known as the orbital hook.

Il marche encore mieux si on le fait tourner !  Un contrepoids maintient un long câble en place, It works even better if you spin it! A counterweight holds a long cable in place,

tandis qu'il tourne autour d'un cercle. Une longe en rotation ralentit son as it spins around a circle. A rotating lanyard slows down his

extrémité par rapport au sol en bas, et  l'accélère en haut comme une catapulte. at the bottom, and accelerates it at the top like a catapult.

Il est donc possible de transférer de l'énergie  à partir de la longe et d'obtenir une énorme It is therefore possible to transfer energy from the lanyard and obtain an enormous

impulsion lorsqu'elle est libérée, égale  à deux fois sa vitesse de rotation. impulse when released, equal to twice its rotation speed.

Il existe déjà des fibres spécialisées capables  de résister aux contraintes extraordinaires Specialized fibers already exist that can withstand extraordinary stresses.

auxquelles un tel crochet serait soumis. Pour le protéger des collisions avec les to which such a hook would be subjected. To protect it from collisions with

débris et les météorites, nous pouvons envelopper  la longe dans une toile de fibres redondantes. debris and meteorites, we can wrap the lanyard in a web of redundant fibres.

Puisque notre crochet passerait au même endroit  plusieurs fois par jour, cela permettrait aux Since our hook would pass over the same spot several times a day, this would enable

petites navettes réutilisables de le rattraper. Bien sûr, ce n'est pas si facile. small reusable shuttles to catch up. Of course, it's not that easy.

À son point le plus bas, l'extrémité de  la longe traverse l'atmosphère à environ At its lowest point, the end of the lanyard passes through the atmosphere at about

12 000 kilomètres par heure. À cause de l'atmosphère, 12,000 kilometers per hour. Because of the atmosphere,

nous ne pouvons pas trop abaisser le  crochet, ou il deviendrait trop chaud. we can't lower the hook too much, or it will become too hot.

Il s'abaissera donc jusqu'à une hauteur  de 80 à 150 kilomètres, pas plus. It will therefore be lowered to a height of 80 to 150 kilometers, no more.

Nous aurons ensuite besoin d'un  vaisseau capable d'atteindre la longe. Then we'll need a vessel capable of reaching the longe.

Bien que ce ne soit pas vraiment aisé,  c'est toujours beaucoup moins cher que Although it's not exactly easy, it's still a lot cheaper than

de pousser une grosse boîte de conserve,  remplie de carburant à aller à 40 000 km/h. to push a large, fuel-filled tin can to 40,000 km/h.

Attraper l'extrémité sera également un défi.  Il n'y a qu'une courte fenêtre de lancement Catching the end will also be a challenge. There's only a short launch window

de 60 à 90 secondes pour trouver une chose  minuscule dans le ciel se déplaçant à Mach 12. 60 to 90 seconds to find a tiny thing in the sky moving at Mach 12.

L'extrémité pourrait avoir une sorte de  ligne de pêche d'un kilomètre de long, The end could be a kilometer-long fishing line,

avec un drone de navigation qui aiderait  le vaisseau spatial à se connecter. with a navigation drone to help the spacecraft connect.

Autre défi : maintenir le crochet en orbite.  À mesure que de plus en plus de vaisseaux Another challenge: keeping the hook in orbit. As more and more spacecraft

s'y accrochent et se hissent vers le haut, ils  utilisent la dynamique qui le maintient en place. cling to it and pull themselves upwards, using the dynamics that hold it in place.

Si nous ne faisons rien, il va ralentir  et s'écraser dans l'atmosphère. If we do nothing, it will slow down and crash into the atmosphere.

Et ici nous pouvons tromper un peu l'Univers  : ce crochet est une batterie d'énergie And here we can fool the Universe a little: this hook is a battery of energy.

orbitale. Il est possible d'équilibrer les  charges utiles qui arrivent et qui partent. orbit. It is possible to balance incoming and outgoing payloads.

Les vaisseaux qui arrivent, ramenant des  humains et du matériel sur Terre, ajoutent Arriving ships, carrying humans and equipment back to Earth, add

de l'énergie à la longe, qu'elle peut donner aux  autres vaisseaux qui partent dans l'espace. De energy to the lanyard, which it can give to other ships heading out into space. From

cette façon, la longe ne perd pas d'énergie.  Plus nous l'utilisons, moins elle coûte cher. In this way, the lanyard loses no energy. The more we use it, the less it costs.

Si nous continuons à perdre de l'énergie à  chaque impulsion, on peut la récupérer avec If we continue to lose energy with each impulse, we can recover it with

des moteurs électriques ou chimiques  corrigeant la position de la longe. electric or chemical motors to correct lanyard position.

Un ensemble de longes, une autour  de la Terre et une autour de Mars, A set of tethers, one around the Earth and one around Mars,

pourrait rendre les voyages entre les  planètes rapides, simples et peu coûteux. could make travel between planets fast, simple and inexpensive.

La longe terrestre se trouverait  en orbite basse pour envoyer les The earth tether would be in low orbit to send the

personnes et les charges utiles sur Mars. La longe martienne les attraperait et les people and payloads on Mars. The Martian tether would catch them and

ralentirait pour les faire atterrir à la surface. slow them down to land on the surface.

Dans la direction opposée, la longe pourrait  attraper un véhicule voyageant dans la fine In the opposite direction, the lanyard could catch a vehicle travelling in the fine

atmosphère de Mars à seulement 1  000 km/h, pas beaucoup plus vite Mars' atmosphere at only 1,000 km/h, not much faster

que nos avions de ligne sur Terre, et le  projeter vers la Terre pour le redescendre. than our airliners on Earth, and project it back down to Earth to bring it down again.

Les longes pourraient raccourcir les voyages  entre les deux planètes de 9 mois à 5, The loins could shorten travel between the two planets from 9 months to 5,

voire 3 mois et réduire la taille  des fusées nécessaires de 84 à 96 %. or even 3 months, and reduce the size of the rockets required from 84% to 96%.

Mieux encore, les gens pourraient voyager dans  un luxe relatif, car nous pourrions investir dans Better still, people could travel in relative luxury, because we could invest in

le confort des passagers. Les voyages par longe  seraient des sièges de première classe pour Mars. passenger comfort. Longe travel would be first-class seats for Mars.

Ensemble, les longes autour de la Terre et  de Mars pourraient constituer un transport Together, the lanyards around the Earth and Mars could form a transport system

rapide et rentable qui rendrait  les voyages spatiaux abordables. that would make space travel affordable.

Allons plus loin. Depuis l'orbite basse  de Mars, une longe pourrait propulser des Let's take it a step further. From low-Earth orbit on Mars, a tether could propel

vaisseaux vers la ceinture d'astéroïdes. Le premier vaisseau envoyé vers un nouvel ships to the asteroid belt. The first vessel sent to a new

astéroïde aurait besoin de fusées  pour ralentir à sa destination. asteroid would need rockets to slow down at its destination.

Une longe pourrait attraper les arrivées  suivantes et les renvoyer gratuitement. A lanyard could catch the next arrivals and send them back free of charge.

Atteindre les astéroïdes à moindre coût  est un facteur majeur dans l'accès aux Reaching asteroids at lower cost is a major factor in accessing

ressources du système solaire. Les métaux et minéraux précieux resources of the solar system. Precious metals and minerals

pourraient être livrés sur Mars quelques  semaines seulement après leur extraction could be delivered to Mars just a few weeks after extraction

des astéroïdes. Ils constitueraient les pierres  angulaires de notre civilisation interplanétaire. asteroids. They would be the cornerstones of our interplanetary civilization.

Mais pourquoi s'arrêter là ? Les lunes de Mars sont très But why stop there? The moons of Mars are very

pratiques. Aucune autre lune dans le système  solaire n'orbite aussi près de leur planète. practical. No other moon in the solar system orbits so close to their planet.

Phobos est si lourde que nous  ne pourrions pas la ralentir, Phobos is so heavy that we couldn't slow it down,

ce qui en fait le point d'attache parfait pour des  super longes d'un peu moins de 6 000 km de long. making it the perfect attachment point for super lanyards just under 6,000 km long.

L'extrémité inférieure volerait juste au-dessus  de Mars et serait très facile à attraper. The lower end would fly just above Mars and be very easy to catch.

L'extrémité supérieure pourrait  projeter des vaisseaux jusqu'à The upper end could project vessels up to

Jupiter et Saturne. La même longe pourrait  nous rapprocher du système solaire interne. Jupiter and Saturn. The same length could bring us closer to the inner solar system.

Vénus et Mercure seraient toutes  proches. Contrairement à Mars, Venus and Mercury are close by. Unlike Mars,

elles regorgent d'énergie solaire  et sont riches en minéraux. they're full of solar energy and rich in minerals.

À long terme, rien n'empêche  l'humanité de construire un réseau In the long term, there's nothing to stop mankind from building a network of

de transport sans propulsion pour les planètes  telluriques, centré sur les lunes martiennes. a non-propulsion transport system for terrestrial planets, focusing on the Martian moons.

Les longes constituent une solution durable et  comparativement bon marché pour rendre les voyages Lanyards are a durable and comparatively inexpensive solution for making travel a pleasure.

spatiaux abordables et le reste du système solaire  accessible à l'exploitation et à l'exploration. and the rest of the solar system open to exploitation and exploration.

Nous disposons aujourd'hui de la  technologie requise, il n'y a donc Today, we have the technology we need, so there's no

aucune excuse valable pour attendre. Certaines parties du système solaire no excuse to wait. Parts of the solar system

sont très éloignées. Mais elles  pourraient être tellement proches. are so far apart. But they could be so close.