Les découvreurs naviguent à travers les océans ou dans l'espace
Actuellement, il y a aussi des projets pour tester les voiles solaires : par exemple, la mission Light Sail 2 de la Planetary Society est prévue pour 2018. Entre autres choses, les participants veulent démontrer que le principe de la navigation fonctionne déjà en orbite terrestre basse. L'un des grands défis de la technologie de la voile solaire est de déployer et de positionner les lamelles dans l'espace. Semblable à un voilier, l'engin spatial peut être utilisé par le système solaire à partir de la position de la voile solaire par rapport à la direction des photons. Parfois, donc, nous essayons de comparer les explorateurs passés et futurs : certains ont traversé les océans, d'autres traverseront l'espace.
Cette image n'est guère réaliste - du moins pas d'après l'état actuel de la technique. La très faible force de propulsion, aussi appelée poussée, est suffisante pour progresser dans l'espace. Cependant, elle est bien inférieure, par exemple, à celle des moteurs chimiques. "La méthode est imbattable quand le temps ne joue pas un rôle important", explique Tajmar. Cela s'applique dans une certaine mesure aux sondes sans équipage. Cependant, c'est le contraire qui est vrai pour les missions habitées. D'une part, parce que les voyageurs de l'espace ne peuvent évidemment pas voyager éternellement parce que leur endurance est limitée. D'autre part - et c'est là le facteur décisif - parce que l'exposition au rayonnement dans l'espace est très élevée. Le corps humain ne peut tolérer des valeurs élevées que pour une durée limitée.
Pour Stefan Schlechtriem, directeur de l'Institut pour les systèmes de propulsion spatiale du Centre aérospatial allemand (DLR) à Lampoldshausen et expert en moteurs spatiaux chimiques, il s'agit là d'une des questions les plus urgentes dans la recherche spatiale. "Si les astronautes doivent se rendre sur Mars, par exemple, il doit y avoir une solution au grand problème de l'exposition aux rayonnements". Jusqu'à présent, cependant, personne n'a été en mesure de dire depuis combien de temps le corps humain est capable de faire face à la dose élevée de rayonnement dangereux dans l'espace. Pour Schlechtriem, la meilleure stratégie est d'essayer de faire en sorte que le trajet soit le plus court possible.
Selon Schlechtriem, avec des moteurs chimiques brûlant des combustibles liquides ou solides, il faudrait environ un an et demi pour atteindre la planète rouge. Ça fait peut-être déjà trop longtemps. Le grand avantage de la propulsion chimique est l'énorme impulsion qu'elle génère. Par conséquent, je suis capable d'accélérer un vaisseau spatial en très peu de temps. Les moteurs fusées les plus puissants actuellement, les moteurs dits à poudre de la navette spatiale, atteignent une poussée de 14,5 méganewtons. Le moteur à liquide de la Saturn V gère jusqu'à 6,9 mégawatts.
Cependant, la résistance n'est pas son point fort : le carburant est généralement déjà consommé après une courte et violente phase d'accélération, qui ne dure parfois que quelques secondes. Dans ce contexte, les experts examinent ce qu'on appelle l'impulsion spécifique. Ce paramètre décrit l'efficacité de la propulsion comme le rapport entre l'impulsion et la masse de carburant consommée. Ce dernier est extrêmement élevé dans les entraînements à base chimique, ce qui réduit l'efficacité. En règle générale, ils atteignent une impulsion spécifique de plusieurs centaines de secondes. Cependant, avec d'autres méthodes de propulsion qui nécessitent beaucoup moins de carburant, cette valeur peut atteindre des milliers de chiffres.
En raison de leur poussée gigantesque, les moteurs chimiques sont prédestinés à surmonter l'attraction gravitationnelle de la Terre et à catapulter de grandes masses hors de l'atmosphère terrestre. Toutes les fusées tirées depuis la Terre utilisent des moteurs chimiques. Et pour Schlechtriem, c'est aussi certain : "Si vous voulez quitter la Terre, il vous faut une unité chimique".
Volker Kraft est un employé de Schlechtriem et un expert en technologies de propulsion nucléaire dans l'espace. Il voit une possibilité de minimiser le temps de trajet jusqu'à Mars en utilisant une combinaison de différents systèmes de propulsion. Vous avez déjà la moitié du loyer si vous avez mis le navire sur l'orbite d'une planète, en l'occurrence la Terre.
Le pionnier de l'espace Oberth l'a déjà formulé de la même manière. La propulsion chimique pourrait alors être utilisée pour atteindre précisément ce jalon important. D'autres techniques peuvent alors être utilisées. Les candidats les plus prometteurs pour de tels entraînements sont les moteurs nucléaires pour les trois experts. "Si vous voulez aller quelque part rapidement, vous pouvez le faire avec un moteur nucléaire ", dit Tajmar, par exemple. L'énergie est obtenue par la désintégration, la fission ou la fusion des noyaux atomiques.