Impulse Drive: sous-vitesse lumineuse dans Star Trek

Les Trekkies ont aidé à définir l'univers de la science-fiction, ainsi que la technologie que le Star Trek des séries, des livres et des films promettent. L'une des technologies les plus recherchées de ces émissions est la entraînement de chaîne. Ce système de propulsion est utilisé sur les vaisseaux spatiaux de nombreuses espèces du Trekiverse pour traverser galaxie en des temps incroyablement courts (mois ou années par rapport aux siècles qu'il faudrait "simplement" la vitesse de la lumière). Cependant, il n'y a pas toujours de raison d'utiliser entraînement de chaîne, et donc, parfois, les navires de Star Trek utiliser l'impulsion pouvoir aller à une vitesse sous la lumière.

Aujourd'hui, les missions exploratoires utilisent des fusées chimiques pour voyager dans l'espace. Cependant, ces roquettes ont plusieurs inconvénients. Ils nécessitent des quantités massives de propulseur (carburant) et sont généralement très gros et lourds. Moteurs à impulsion, comme ceux représentés sur le vaisseau spatial

Cette électricité est censée alimenter de gros électro-aimants qui utilisent l'énergie stockée dans les champs pour propulser le navire ou, plus probablement, un plasma surchauffé qui est ensuite collimaté par de forts champs magnétiques et recraché à l'arrière de l'engin pour l'accélérer vers l'avant. Tout cela semble très complexe, et ça l'est. C'est en fait faisable, mais pas avec la technologie actuelle.

En effet, les moteurs à impulsion représentent un pas en avant par rapport aux fusées à propulsion chimique actuelles. Ils ne vont pas plus vite que la vitesse de la lumière, mais ils sont plus rapides que tout ce que nous avons aujourd'hui. Ce n'est probablement qu'une question de temps avant que quelqu'un ne comprenne comment les construire et les déployer.

Pourrions-nous un jour avoir des moteurs à impulsion?

La bonne nouvelle de "un jour", c'est que la prémisse de base d'un entraînement par impulsion est scientifiquement valable. Cependant, il y a quelques problèmes à considérer. Dans les films, les vaisseaux spatiaux sont capables d'utiliser leurs moteurs à impulsions pour accélérer à une fraction significative de la vitesse de la lumière. Pour atteindre ces vitesses, la puissance générée par les moteurs à impulsion doit être importante. C'est un énorme obstacle. Actuellement, même avec l'énergie nucléaire, il semble peu probable que nous puissions produire un courant suffisant pour alimenter de tels entraînements, en particulier pour des navires aussi gros. C'est donc un problème à surmonter.

De plus, les émissions montrent souvent les moteurs à impulsions utilisés dans les atmosphères planétaires et dans les nébuleuses, les nuages ​​de gaz et de poussière. Cependant, chaque conception de variateurs à impulsions repose sur leur fonctionnement dans le vide. Dès que le vaisseau spatial entrerait dans une région à haute densité de particules (comme une atmosphère ou un nuage de gaz et de poussière), les moteurs deviendraient inutiles. Donc, à moins que quelque chose ne change (et vous ne pouvez pas changer les lois de la physique, capitaine!), Les pulsions d'impulsion restent dans le domaine de la science-fiction.

Les lecteurs d'impulsion sonnent plutôt bien, non? Eh bien, il y a quelques problèmes avec leur utilisation, comme indiqué dans la science-fiction. L'un est dilatation du temps: Chaque fois qu'un engin voyage à des vitesses relativistes, des problèmes de dilatation du temps se posent. À savoir, comment la chronologie reste-t-elle cohérente lorsque l'engin se déplace à des vitesses proches de la lumière? Malheureusement, il n'y a aucun moyen de contourner cela. C’est pourquoi les moteurs d’impulsion sont souvent limités en science-fiction à environ 25% des vitesse de la lumière où les effets relativistes seraient minimes.

L'autre défi pour ces moteurs est de savoir où ils fonctionnent. Ils sont plus efficaces dans le vide, mais nous les voyons souvent dans Trek lorsqu'ils pénètrent dans les atmosphères ou fouettent à travers des nuages ​​de gaz et de poussière appelés nébuleuses. Les moteurs tels qu'imaginés actuellement ne feraient pas bien dans de tels environnements, c'est donc un autre problème qui devrait être résolu.

Mais tout n'est pas perdu. Les entraînements ioniques, qui utilisent des concepts très similaires à la technologie des entraînements par impulsion, sont utilisés à bord des engins spatiaux depuis des années. Cependant, en raison de leur forte consommation d'énergie, ils ne sont pas efficaces pour accélérer très efficacement les embarcations. En fait, ces moteurs ne sont utilisés que comme systèmes de propulsion principaux sur un engin interplanétaire. Cela signifie que seules les sondes voyageant vers d'autres planètes porteraient des moteurs ioniques. Il y a un lecteur ionique sur le vaisseau spatial Dawn, par exemple, qui visait la planète naine Ceres.

Étant donné que les entraînements ioniques n'ont besoin que d'une petite quantité de propulseur pour fonctionner, leurs moteurs fonctionnent en continu. Ainsi, alors qu'une fusée chimique peut être plus rapide à mettre un engin à niveau, elle manque rapidement de carburant. Pas tellement avec un lecteur ionique (ou les futurs moteurs à impulsion). Un lecteur ionique accélérera un métier pendant des jours, des mois et des années. Il permet au vaisseau spatial d'atteindre une vitesse de pointe plus élevée, ce qui est important pour la randonnée à travers le système solaire.

Ce n'est toujours pas un moteur à impulsion. La technologie d'entraînement ionique est certainement une application de la technologie d'entraînement d'impulsion, mais elle ne correspond pas à la capacité d'accélération facilement disponible des moteurs illustrés dans Star Trek et d'autres médias.

Les futurs voyageurs dans l'espace pourront utiliser quelque chose de plus prometteur encore: la technologie de lecteur plasma. Ces moteurs utilisent de l'électricité pour surchauffer le plasma, puis l'éjectent à l'arrière du moteur à l'aide de puissants champs magnétiques. Ils présentent une certaine similitude avec les entraînements ioniques en ce qu'ils utilisent si peu de propulseur qu'ils sont capables de fonctionner pendant de longues périodes, en particulier par rapport aux fusées chimiques traditionnelles.

Cependant, ils sont beaucoup plus puissants. Ils pourraient propulser l'engin à un rythme si élevé qu'une fusée à plasma (utilisant la technologie disponible aujourd'hui) pourrait amener un engin sur Mars en un peu plus d'un mois. Comparez cet exploit aux près de six mois qu'il faudrait à un engin à propulsion traditionnelle.

Est-ce Star Trek niveaux d'ingénierie? Pas assez. Mais c'est définitivement un pas dans la bonne direction.

Bien que nous n'ayons pas encore de lecteurs futuristes, ils pourraient se produire. Avec un développement ultérieur, qui sait? Peut-être que les pulsions d'impulsion comme celles décrites dans les films seront un jour une réalité.

Édité et mis à jour par Carolyn Collins Petersen.