Les futur vaisseaux spatiaux tiendront ils dans notre poche ? - Dhonam Pemba

Quand vous imaginez une fusée, vous pouvez penser à un gigantesque vaisseau transportant beaucoup de carburant, de personnes et des équipements.

Mais qu'en est-il de la future vague de vaisseaux spatiaux qui seraient suffisamment petits pour tenir dans votre poche? Dhonam Pemba détaille le futur des micro-vaisseaux, et la façon dont les scientifiques de la NASA espèrent utiliser la micro-propulsion pour lancer ces petits vaisseaux en dehors de l'orbite terrestre.

Leçon par Dhonam Pemb, animation par Qa'ed Mai.

Leçon complète à: http://ed.ted.com/lessons/will-future-spaceships-fit-in-our-pockets-dhonam-pemba

Quand vous imaginez un vaisseau spatial,
vous pensez probablement à ça,

ou ça, ou peut être ça.

Qu'ont-ils tous en commun ?

Entre autres, ils sont gigantesques

parce qu'ils transportent
du personnel, du carburant,

et toutes sortes d'approvisionnements,
des instruments scientifiques

et dans de rares cas,
des lasers destructeurs de planètes.

Mais, dans le vrai monde,
la prochaine génération

pourrait être vraiment
beaucoup plus petite.

On parle de minuscules engins
qui tiennent dans votre poche !

Imaginez envoyer un essaim
de ces micro-vaisseaux dans la galaxie !

Ils pourraient explorer
des planètes et des étoiles lointaines,

en emportant des capteurs
électroniques sophistiqués.

Ils pourraient tout mesurer,
de la température aux rayons cosmiques.

On pourrait en déployer des milliers,

pour le prix d'une seule navette spatiale.

On augmenterait exponentiellement
la quantité de données

qu'on peut collecter sur l'univers.

Et ils sont sacrifiables individuellement,

ce qui permet de les envoyer
dans des endroits,

qui sont trop risqués pour une fusée
ou un satellite à un milliard de dollars.

Plusieurs centaines de petits objets
spatiaux orbitent déjà autour de la terre,

prenant des photos de l'espace,

et collectant des données,

comme le comportement des bactéries
dans l’atmosphère terrestre,

ou les signaux magnétiques qui peuvent
aider à prédire les séismes.

Mais imaginez combien
on pourrait apprendre,

s'ils pouvaient voler
en dehors de l'orbite terrestre !

C'est exactement ce que des organisations
comme la NASA veulent faire :

envoyer des micro-vaisseaux
pour explorer des planètes habitables,

et décrire des phénomènes astronomiques,
qu'on ne peut pas étudier de la terre.

Mais quelque chose de si petit

ne peut pas emporter de gros moteurs,
ou des tonnes de carburant,

alors comment un tel vaisseau
peut-il se propulser ?

Pour les micro-vaisseaux, il s'avère
que l'on a besoin de micro-propulsion !

À de très petites échelles,

certaines règles familières de physique
ne s'appliquent pas,

En particulier, les règles
de la physique newtonienne

qui régissent
notre environnement quotidien,

car des forces normalement négligeables
deviennent importantes.

Ces forces incluent la tension
superficielle et capillarité,

et les phénomènes qui régissent
les petites choses.

Les systèmes de micro-propulsion
peuvent exploiter ces forces,

pour faire fonctionner les sondes.

Un exemple de ce fonctionnement

est appelé propulsion de jets par
électronébulisation microfluidique.

C'est un type de lanceur ionique,

qui expulse
des particules électriques chargées

pour générer une propulsion.

un modèle a été développé
au Laboratoire de Jet Propulsion de la NASA.

Il ne fait que quelques
centimètres de côté.

Voilà comment il fonctionne.

Cette plaque métallique,
de la taille d'un timbre,

est parsemée
d'une centaine de minces aiguilles,

et est revêtue d'un métal tel l'indium,
qui a un point de fusion bas.

On pose une grille métallique
au-dessus des aiguilles,

et on crée un champ électrique
entre la grille et la plaque.

Quand la plaque est chauffée,
l'indium fond.

La capillarité attire le métal liquide
en haut des aiguilles,

et le champ électrique tire
le métal fondu vers le haut

mais la tension superficielle
le tire vers le bas.

Ça provoque une déformation
en cône de l'indium.

Le petit rayon de la pointe des aiguilles

permet au champ électrique,
de vaincre la tension superficielle.

Quand ça arrive,

les ions chargés positivement

sont expulsés à des dizaines
de kilomètres par seconde.

Ce jet d'ions propulse le vaisseau
dans la direction opposée,

grâce à la troisième loi de Newton.

Bien que chaque ion soit
une particule extrêmement petite,

la force combinée de tant d'entre eux
sortant du vaisseau,

suffit pour générer
une accélération significative.

Contrairement à l'énergie dégagée
par un moteur de fusée,

le flux est plus petit
et beaucoup plus efficient,

ce qui en fait un mode de propulsion idéal

pour les longues missions
dans l'espace lointain.

Ces systèmes de micro-propulsions
n'ont pas encore été complètement testés,

mais des scientifiques pensent
qu'ils fourniront assez de force

pour envoyer de petit vaisseaux
en dehors de l'orbite terrestre.

En fait, ils prédisent
que des milliers d'entre eux

seront lancés dans
les 10 prochaines années,

pour récolter des données

dont nous ne pouvons
aujourd'hui que rêver.

Ce sont les micro-fusées scientifiques.