À chaque action, il y a une réaction : c’est le principe selon lequel fonctionnent toutes les fusées spatiales : projeter du propulseur dans un sens pour se déplacer dans l’autre. Mais un ingénieur de la NASA pense qu’il pourrait nous emmener vers les étoiles sans aucun propulseur.
Conçu par David Burns au Marshall Space Flight Center de la NASA en Alabama, le « moteur hélicoïdal » exploite les effets de modification de masse connus pour se produire à une vitesse proche de la lumière. Burns a publié un article décrivant le concept sur le serveur de rapports techniques de la NASA.
Cette idée a suscité le scepticisme de la part de certains milieux, mais Burns estime que son concept mérite d’être poursuivi. «Je suis à l’aise de le lancer là-bas», dit-il. « Si quelqu’un dit que ça ne marche pas, je serai le premier à dire que ça valait le coup. »
Pour comprendre le principe du moteur de Burns, imaginez une boîte sur une surface sans frottement. À l’intérieur de cette boîte se trouve une tige le long de laquelle un anneau peut glisser. Si un ressort à l’intérieur de la boîte pousse l’anneau, l’anneau glissera le long de la tige dans un sens tandis que la boîte reculera dans l’autre. Lorsque l’anneau atteint l’extrémité de la boîte, il rebondit vers l’arrière et la direction de recul de la boîte change également. Il s’agit de l’action-réaction – également connue sous le nom de troisième loi du mouvement de Newton – et dans des circonstances normales, cela limite la boîte à bouger d’avant en arrière (voir la vidéo ci-dessous).
Mais, demande Burns, que se passe-t-il si la masse de l’anneau est beaucoup plus grande lorsqu’il glisse dans un sens que dans l’autre ? Cela donnerait alors à la boîte un plus grand coup de pied à une extrémité qu’à l’autre. L’action dépasserait la réaction et la boîte accélérerait vers l’avant (voir vidéo ci-dessous).
Ce changement de masse n’est pas interdit par la physique. La théorie de la relativité restreinte d’Einstein dit que les objets gagnent en masse à mesure qu’ils se rapprochent de la vitesse de la lumière, un effet qui doit être pris en compte dans les accélérateurs de particules. En fait, une mise en œuvre simpliste du concept de Burns consisterait à remplacer l’anneau par un accélérateur de particules circulaire, dans lequel les ions seraient rapidement accélérés jusqu’à atteindre une vitesse relativiste lors d’un cycle et décélérés lors de l’autre.
Mais Burns pense qu’il serait plus logique d’abandonner la boîte et la tige et d’utiliser l’accélérateur de particules pour le mouvement latéral ainsi que circulaire – auquel cas, l’accélérateur devrait avoir la forme d’une hélice.
Espace sans friction
Il devrait également être grand – environ 200 mètres de long et 12 mètres de diamètre – et puissant, nécessitant 165 mégawatts de puissance pour générer seulement 1 newton de poussée, soit à peu près la même force que celle que vous utilisez pour taper sur un clavier. Pour cette raison, le moteur ne pourrait atteindre des vitesses significatives que dans l’environnement sans friction de l’espace. « Le moteur lui-même serait capable d’atteindre 99 % de la vitesse de la lumière si vous disposiez de suffisamment de temps et de puissance », explique Burns.
Les propositions sans propulseur ne sont pas nouvelles. À la fin des années 1970, Robert Cook, un inventeur américain, a breveté un moteur censé convertir la force centrifuge en mouvement linéaire. Puis, au début des années 2000, l’inventeur britannique Roger Shawyer a proposé le moteur EM, qui, selon lui, pourrait convertir les micro-ondes piégées en poussée. Aucun des deux concepts n’a été démontré avec succès et les deux sont largement considérés comme impossibles, en raison de la violation de la conservation de la quantité de mouvement, une loi physique fondamentale.
Martin Tajmar de l’Université de technologie de Dresde en Allemagne, qui a effectué des tests sur l’EM Drive, estime que le moteur hélicoïdal souffrira probablement du même problème. « À ma connaissance, tous les systèmes de propulsion inertielle n’ont jamais fonctionné dans un environnement sans friction », dit-il. Cette machine utilise la relativité restreinte, contrairement aux autres, ce qui complique le tableau, dit-il, mais « malheureusement, il y a toujours action-réaction ».
Burns a travaillé sur sa conception en privé, sans aucun parrainage de la NASA, et il admet que son concept est extrêmement inefficace. Cependant, il affirme qu’il est possible de récupérer une grande partie de l’énergie que l’accélérateur perd en chaleur et en rayonnement. Il suggère également des moyens de conserver la quantité de mouvement, comme dans le cas du spin des ions accélérés.
« Je sais que cela risque d’être à la hauteur de la technologie EM et de la fusion froide », dit-il. « Mais il faut être prêt à être embarrassé. Il est très difficile d’inventer quelque chose de nouveau sous le soleil et qui fonctionne réellement. »