Des microbes transportés par des voiles propulsées par laser pourraient servir de sondes interstellaires capables de construire des stations de communication pour appeler à la maison depuis Alpha Centauri, suggère un scientifique connu pour vouloir ressusciter des mammouths laineux éteints et utiliser l’ADN pour détecter la matière noire.
Ce concept de George Church, généticien à l’Université de Harvard, est basé sur les efforts visant à accélérer considérablement les vols spatiaux. Les engins spatiaux actuels mettent généralement des années à voyager dans le système solaire; par exemple, la sonde New Horizons de la NASA a mis près de 10 ans pour atteindre Pluton.
Théoriquement, un vaisseau spatial utilisant des fusées conventionnelles mettrait des milliers d’années pour effectuer un voyage interstellaire. Par exemple, Alpha Centauri, le système stellaire le plus proche de la Terre, est situé à une distance d’environ 4,37 années-lumière – plus de 25,6 billions de miles (41,2 billions de kilomètres), soit plus de 276 000 fois la distance de la Terre au Soleil. Le vaisseau spatial Voyager 1 de la NASA, lancé en 1977 et atteignant l’espace interstellaire en 2012, mettra environ 75 000 ans pour atteindre Alpha Centauri, même si la sonde se dirige dans la bonne direction, ce qui n’est pas le cas.
Défi interstellaire
Le problème auquel tous les moteurs de fusée sont confrontés est que le propulseur qu’ils transportent a une masse. Les longs vols nécessitent beaucoup de carburant, ce qui rend le vaisseau spatial lourd. Ceci, à son tour, nécessite plus de carburant, les rend plus lourds, etc.
Des recherches antérieures ont montré que la «navigation facile» peut être l’un des seuls moyens possibles d’amener un vaisseau spatial vers une autre étoile au cours de la vie d’une personne. Bien que la lumière n’exerce pas beaucoup de pression, les scientifiques suggèrent depuis longtemps que la légère pression qu’elle exerce peut avoir un effet important. En effet, de nombreuses expériences ont montré que les «voiles solaires» peuvent compter sur la lumière du soleil pour la propulsion si le vaisseau spatial est suffisamment léger et a une voile suffisamment grande.
En effet, l’initiative Breakthrough Starshot de 100 millions de dollars, annoncée en 2016, prévoit de lancer un essaim de vaisseaux spatiaux de la taille d’une micropuce vers Alpha Centauri, chacun équipé de voiles extraordinairement fines et incroyablement réfléchissantes alimentées par les lasers les plus puissants jamais créés. Selon le plan, ils voyagent jusqu’à 20% de la vitesse de la lumière et atteignent Alpha Centauri dans environ 20 ans.
Cependant, Starshot fait face à de nombreux défis techniques. Il s’agit notamment de créer des lasers suffisamment puissants pour se propulser et de créer des voiles capables de résister à des forces extrêmes et de rester sur la bonne voie pour atteindre leurs cibles.
Professeur de génétique et de biologie synthétique à l’Université de Harvard
George Church, PhD, professeur de génétique à la Harvard Medical School et fondateur de la faculté principale, et directeur de la biologie synthétique à l’Institut Wyss de l’Université de Harvard. Il est également professeur de sciences et technologies de la santé à Harvard et au Massachusetts Institute of Technology et directeur du Energy Technology Center du US Department of Energy et du Center of Excellence in Genomic Sciences des National Institutes of Health.
De plus, même si Starshot réussissait à lancer des « puces spatiales » sur Alpha Centauri sans un autre laser à cet endroit, ils ne pourraient pas ralentir. Cela limite probablement les missions Starshot aux survols plutôt qu’aux atterrissages.
Toute tentative d’atterrissage de la sonde Starshot pourrait conduire au désastre. Bien que les engins spatiaux soient conçus pour être extraordinairement légers – chacun ne pesant que 0,035 once (1 gramme) environ – lorsqu’ils voyagent à 20% de la vitesse de la lumière, chacun aurait autant d’énergie qu’un huitième de la bombe atomique larguée sur Hiroshima. dans le monde. La seconde guerre, note Church.
Au lieu de cela, Church suggère d’utiliser des sondes un milliard de fois plus légères. Il a noté que s’ils avaient vraiment un impact, alors l’énergie qu’ils contiennent ne dépasserait pas la moitié d’une calorie alimentaire.
« Une sonde qui atterrit a beaucoup plus de valeur qu’une sonde qui vole sur une longue distance et pendant très peu de temps », a déclaré Church à Space.com.
Sondes à picogrammes interstellaires
Percée Le nanoship Starshot nécessite de puissants lasers pour atteindre d’autres étoiles, une technologie que nous n’avons pas encore. (Crédit image : Breakthrough Prize Foundation (via diffusion en direct))
Comment une sonde aussi incroyablement légère peut-elle être utile ? Church a émis l’hypothèse que s’ils transportaient des microbes génétiquement modifiés, ils pourraient créer des équipements pour eux-mêmes après l’atterrissage.
Church a déjà fait un certain nombre de propositions radicales qui ressemblent à de la science-fiction. Par exemple, il a suggéré que l’ADN pourrait aider à détecter la matière noire, une substance invisible et largement intangible qui, selon les chercheurs, représente environ les cinq sixièmes de toute la matière de l’univers. Il veut aussi ressusciter des animaux disparus comme le mammouth laineux.
Cependant, Church est aussi un biologiste pionnier. En 1984, il a développé la première méthode de séquençage direct du génome, qui a abouti au premier séquençage du génome de Helicobacter pylori, une bactérie couramment présente dans l’estomac humain. Il a également aidé à lancer le projet du génome humain en 1984 pour cartographier complètement les quelque 3 milliards de lettres contenues dans l’ADN humain.
Church a noté qu’il était intéressé par cette nouvelle idée parce qu’il a grandi en Floride à l’ombre des lancements de fusées à Cap Canaveral, et aussi parce qu’il enseigne un cours au Massachusetts Institute of Technology intitulé « Comment faire pousser presque tout ». . En tant que tel, il «recherchait des projets qui allaient au-delà de cela», a-t-il déclaré.
Auparavant, les scientifiques ont proposé de créer des sondes interstellaires « von Neumann » capables de se reproduire et d’équiper. Le concept porte le nom du mathématicien John von Neumann, qui a proposé l’idée de machines auto-réplicantes en 1948, a noté Church.
Church a basé sa nouvelle proposition à la fois sur sa formation en biologie et sur les recherches révolutionnaires qu’il avait effectuées pour Starshot. Étant donné que ses sondes ne représentent qu’un milliardième de la masse du vaisseau Starshot, il a suggéré qu’un milliard de ses sondes pourraient être lancées pour un coût similaire à une seule mission Starshot.
Starshot demande également un réseau laser de 100 gigawatts, qui sera le laser le plus puissant jamais construit par l’humanité à ce jour. Parce que Church propose des sondes exceptionnellement petites, un laser relativement modeste pourrait suffire, dit-il. Par exemple, un navire de base pesant environ 0,0014 once (40 mg) avec une voile de 1,3 pied (0,4 mètre) de diamètre, qui transporte de nombreuses sondes minuscules, peut nécessiter un système laser d’une puissance de seulement 2 gigawatts.
Les sondes Starshot nécessitent souvent une voile d’environ 108 pieds carrés (10 mètres carrés) et pesant moins de 0,035 once (1 gramme). En comparaison, étant donné qu’une bactérie typique a une masse d’environ 1 picogramme ou mille milliards de grammes, elle n’aurait besoin que d’une voile d’environ 15 millionièmes de pouce (0,0001 centimètre carré) avec une masse d’environ 7,6. picogrammes, a déclaré Church. Il a ajouté que des voiles légères pesant environ 8,8 millions d’onces (0,25 milligramme) ont déjà été testées sous vide et en microgravité.
« La décélération est difficile même à l’échelle du picogramme, mais même pas considérée à l’échelle du gramme », a déclaré Church.
Les sondes interstellaires sont susceptibles de subir des impacts qui peuvent les désactiver ou les détruire – à partir de particules de poussière ou même d’atomes d’hydrogène. Cependant, le fait qu’il soit possible de lancer environ un milliard de sondes microbiennes pour le prix d’un seul Starshot signifie que la perte de sondes peut ne pas être un revers majeur.
Sonde vivante avec « biolaser »
Une sonde qui atterrit a beaucoup plus de valeur qu’une sonde qui vole sur une longue distance et pendant très peu de temps.
George Church, Ph.D.
Une fois que les sondes ont atteint leur destination, Church a émis l’hypothèse que des microbes génétiquement modifiés pourraient construire eux-mêmes des modules de communication. Une stratégie de communication pourrait être la bioluminescence, par laquelle les microbes peuvent émettre de la lumière en utilisant les types de molécules trouvées dans les lucioles ou d’autres organismes naturellement bioluminescents. Bien que cette lumière puisse être relativement faible, Church a noté qu’en l’absence de prédateurs et de conditions de croissance idéales, les microbes pourraient couvrir toute la surface planétaire en aussi peu que 124 heures.
Pour une approche plus compacte, Church suggère qu’une sonde vivante pourrait créer un « biolaser » capable de convertir la lumière des étoiles en un faisceau de communication. Il a noté que le coléoptère d’or (Aspidimorpha tecta) pourrait créer des surfaces réfléchissantes potentiellement utiles pour fabriquer un tel dispositif organique, bien que Church ait reconnu que la fabrication d’un « serait un défi de laboratoire intéressant ».
Church a suggéré que le réseau de communication construit par ces sondes pourrait transmettre des fusées éclairantes vers la Terre. Ces faisceaux peuvent coder des données de destination telles que la température, la pression et le pH.
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Il peut être difficile de trouver des endroits où pousser ces graines interstellaires. « C’est pourquoi nous avons besoin de millions de tirs sur des millions de cibles », a déclaré Church. Les scientifiques peuvent également compter sur les soi-disant microbes extrêmophiles, qui sont connus pour survivre aux températures extrêmes, au pH, à la pression et à d’autres conditions sur Terre, a déclaré Church.
Church a noté qu’une cible potentielle pourrait être l’exoplanète connue la plus proche, Proxima Centauri b, un monde rocheux du système Alpha Centauri. Cependant, il ne reçoit que 3% de la lumière nécessaire à la photosynthèse, ce qui peut rendre difficile la prolifération des sondes microbiennes. Il pourrait également potentiellement subir 10 000 autres fusées éclairantes de son étoile, capables de dépouiller n’importe quelle atmosphère, ce qui en fait un lieu de vie hostile.
D’autres cibles potentielles incluent des mondes qui peuvent exister autour des étoiles semblables au soleil Alpha Centauri A et B dans le système Alpha Centauri. Il ne s’agit peut-être pas de planètes rocheuses, mais plutôt d’Uranus et de Neptune, recouvertes d’eau et d’ammoniac. Cependant, il existe des microbes sur Terre qui peuvent survivre dans de tels endroits, comme les bactéries trouvées dans les évents hydrothermaux océaniques profonds.
L’un des principaux problèmes sera les problèmes de défense planétaire – dans ce cas, vous devez vous assurer que les microbes sur Terre ne nuisent à aucune vie extraterrestre qui pourrait exister dans les destinations. Les sondes pourraient être conçues pour « tendre à une croissance très limitée », a suggéré Church. Il a ajouté qu’il serait « absolument prioritaire » de tester toutes les sondes interstellaires potentielles sur des cibles du système solaire pour voir leurs performances.
Church a détaillé son idée (s’ouvrira dans un nouvel onglet) 6 décembre dans la revue Astrobiology.
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Grand fan de mangas et d’animes, je n’aime bien écrire qu’à propos de ses sujets, c’est pour ca que j’écris pour 5 minutes d’actus. Au quotidien de décortique, donne mes avis sur les différents épisodes et chapitres des mangas que j’aime lire.
