Illustration de Proxima b, l’exoplanète la plus proche de la Terre. L'Homme saura-t-il lancer une mission pour l'explorer ? © ESO

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Proxima b : une mission pour explorer l'exoplanète la plus proche de nous

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Deux chercheurs proposent un moyen pour aller voir ce qu'il se passe sur Proxima b. Cette fascinante exoplanète, la plus proche de la Terre, est potentiellement habitable. La mission proposée, différente du projet Breakthrough Starshot, se déroulerait sur un temps beaucoup plus long, mais aurait l'énorme avantage de pouvoir se mettre en orbite autour de cet astre, voire de ramener des échantillons de son atmosphère.

L'exoplanète Proxima b fut sans aucun doute l'une des plus grandes découvertes scientifiques de 2016, et aussi l'une des plus sensationnelles. Dans notre voisinage galactique, se trouve l'étoile Proxima du Centaure (aussi appelée Proxima Centauri), située à seulement 4,2 années-lumière de la Terre. Il s'agit d'une naine rouge, un peu plus âgée que notre étoile. Autour d'elle, gravite, dans sa zone habitable, une planète rocheuse un peu plus grande que la nôtre : Proxima b. Est-elle habitée ? Avons-nous des voisins ? Telle est l'une des premières questions que de nombreux Terriens se sont posées dès qu'ils ont appris son existence, il y a six mois.

Pour l'instant, on ne sait encore que très peu de choses à son sujet. Bien sûr, les spéculations vont bon train et plusieurs études très sérieuses s'accumulent, proposant des portraits-robots de son environnement, de son atmosphère, des conditions qui peuvent régner à la surface de cet astre synchronisé avec son soleil (c'est-à-dire qui lui présente toujours la même face).

Pas de doute que, dans un avenir relativement proche, les nouvelles générations d'instruments aideront à mieux discerner Proxima b. Mais quoi de mieux, pour faire plus ample connaissance avec elle, que de se rendre sur place ? Pour nous, humains, il va sans doute falloir attendre encore longtemps. Pour des sondes éclaireuses, en revanche, cela pourrait se faire dans les décennies à venir. C'est en tout cas le vœu du milliardaire russe Yuri Milner (et de beaucoup de chercheurs, au premier rang desquels le célèbre Stephen Hawking). Celui-ci a mis 100 millions de dollars sur la table (soit 93 millions d'euros) pour initier le projet Breakthrough Starshot. L'homme (et nous tous avec lui je suppose) voudrait voir de son vivant à quoi ressemble cette planète.

Une alternative au projet Breakthrough Starshot

Son projet a pour ambition d'expédier des nanosondes équipées de voiles très fines à destination de Proxima. Celles-ci seraient poussées par de puissants lasers tirés depuis la Terre (ou sa banlieue) et voyageraient ainsi à 20 % de la vitesse de la lumière. Elles ne mettraient que vingt ans pour arriver. L'un des grands avantages, c'est que cette méthode est plutôt rapide. L'inconvénient, c'est que les engins ne feront que passer, et ce, à grande vitesse. Le survol sera donc très bref, de l'ordre de quelques secondes.

Dans leur article publié dans la revue The Astrophysical Journal Letters, René Heller, du Max Planck Institute for Solar System Research, et Michael Hippke, spécialiste des technologies de l'information, proposent une expédition alternative à celle de Breakthrough Starshot. Ce serait de petites sondes, également portées par des voiles, qui auraient l'avantage de pouvoir s'attarder des mois autour de cette planète qui nous intrigue. Elles pourraient même, pourquoi pas, ramener sur Terre des échantillons de l'atmosphère.

Schéma du voyage d’une sonde équipée de grandes voiles solaires, au départ de la Terre (Earth, en anglais sur le schéma) et à destination de Proxima b, autour de l’étoile Alpha Centauri C, plus connue sous le nom de Proxima Centauri, ou Proxima du Centaure. Il faudrait 95 ans, à 4,6 % de la vitesse de la lumière, pour rallier Alpha Centauri A et B. La sonde serait ensuite ralentie pour pouvoir s’insérer en orbite en douceur autour de l’exoplanète. © PHL @ UPR Arecibo

Un aller-retour en 300 ans environ

Ce projet laisserait le temps à la (ou les) sonde(s) — oui, cela pourrait être une flotte de dizaines ou de milliers de petits vaisseaux — de s'installer en orbite autour de Proxima b pour l'étudier. Toutefois, le voyage ne pourrait pas être fait en vingt ans.

Les chercheurs proposent d'employer l'assistance photo-gravitationnelle pour faire accélérer ces sondes qui ne devront pas peser plus de 100 grammes. Pas besoin de construire des plateformes pour des tirs laser. Ce seront les photons du Soleil qui pousseront les voiles de ces sondes, qui devront être extrêmement fines (quelques atomes d'épaisseur) et légères. Pour cela, René Heller et Michael Hippke ont pensé à un matériau très résistant et à l'avenir prometteur : le graphène.

Ainsi accélérés à 4,6 % de la vitesse de la lumière, les engins pourraient rejoindre Alpha Centauri A et B, en 95 ans environ. Il leur faudrait ensuite décélérer (et cela toujours grâce à l'assistance photo-gravitationnelle, en modifiant l'inclinaison des voiles) pour atteindre Alpha Centauri C alias Proxima du Centaure, la troisième étoile de ce système triple, 46 ans plus tard et réussir son insertion en orbite autour de sa planète compagne (la seule que l'on connaisse pour l'instant). Les chercheurs indiquent que cela ne peut être optimal que dans une certaine configuration des trois étoiles, laquelle est assez rare. En résumé, les deux prochaines fenêtres de tir s'ouvrent en 2035 et, sinon, en 2115. Au mieux, les premières sondes de l'histoire de l'humanité à pénétrer un autre système planétaire arriveraient donc au cours du XXIIe siècle. À moins, bien sûr, que celles du projet Breakthrough Starshot aient pris l'ascendant.

Pourvue(s) d'un laser pour manœuvrer, la (ou les) sonde(s) pourrai(en)t ensuite regagner la Terre, après une année d'observation in situ. Au total, l'ensemble de la mission pourrait prendre quelque... 300 ans. Cela peut paraître long et peu attrayant mais la moisson scientifique serait énorme.

Enfin, et cela n'est pas inintéressant, si cette planète abrite des formes de vie « intelligentes », celles-ci pourraient remarquer notre présence via les flashs lumineux créés par la réflexion de la lumière de l'étoile Proxima sur les grandes voiles des sondes (plusieurs dizaines de mètres d'envergure). « À mesure que la voile approcherait de leur système, [ces formes de vie] remarqueraient une nouvelle étoile dans leur ciel qui aurait presque exactement le même spectre électromagnétique que leur étoile hôte, écrivent les deux auteurs dans les questions-réponses qu'ils ont mises en ligne. En principe, si ces habitants potentiels de Proxima sont capables d'identifier la voile comme étant artificielle, ils pourraient alors concevoir un moyen de trahir volontairement leur présence aux caméras à bord de la sonde ».

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