Et si le voyage intersidéral, quand on l’aura maîtrisé, nous conduisait à porter secours à des extraterrestres prisonniers sur des superterres ? Car ces infortunés auraient en effet toutes les difficultés du monde à faire décoller des fusées depuis la surface de ces exoplanètes telluriques bien plus grosses que la Terre. C'est ce qu'affirme un astronome allemand.
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À 21 années-lumièreannées-lumière de nous, une petite naine rougenaine rouge appelée Gliese 625 gardait secrètement un énorme trésor, jusqu'à ce que les astronomes le découvrent en 2017. Là, dans la zone d'habitabilitézone d'habitabilité de l'étoileétoile, orbiteorbite une planète rocheuseplanète rocheuse 2,8 fois plus massive que la TerreTerre, appartenant à la catégorie des superterressuperterres. Ces mondes, très courants dans l'universunivers, peuvent atteindre jusqu'à dix fois la massemasse terrestre. C'est le cas de Kepler-20 b, la plus grosse superterre connue à ce jour, qui tourne autour de l'étoile Kepler-20, à 945 années-lumière de notre planète.

Pour d'hypothétiques habitants, ce genre d'exoplanète aurait tout du paradis. L'atmosphèreatmosphère plus épaisse, retenue par la gravitégravité plus élevée, bloque mieux les radiations nocives. D'immenses océans peu profonds, constellés de terres émergées, pourraient recouvrir la surface aplatie et érodée, transformant la superterre en question en « planète-archipel ». Mais les extraterrestres n'ont pas intérêt à se lasser de leur belle planète, car ils auraient bien du mal à en partir, d'après Michael Hippke, chercheur indépendant affilié à l'observatoire de Sonneberg en Allemagne.

Dans un article, disponible sur arXiv, en attendant sa parution dans le International Journal of Astrobiology, le chercheur souligne les limites des technologies spatiales que l'on connaît lorsqu'on les transpose sur d'autres planètes, comme les superterres. En effet, la pesanteur élevée complique fortement le voyage spatial. Ainsi, pour décoller d'une exoplanète de dix masses terrestres, une fusée conventionnelle à propulsion chimique devra peser 400.000 tonnes ! À titre de comparaison, le lanceur SaturneSaturne V développé par la NasaNasa pour les missions ApolloApollo sur la LuneLune, de loin le plus puissant jamais construit, ne pesait que 3.050 t.

 Par comparaison, de gauche à droite : les pyramides de Gizeh (environ 150 m de haut) ; Ariane 5 ; le Delta Heavy ; le Falcon 9 ; le Falcon Heavy ; la navette spatiale américaine ; Saturne V ; et enfin, la fusée géante de 400.000 tonnes que des extraterrestres devraient construire pour décoller d’une superterre comme Kepler-20 b. © Michael Hippke, 2018, <em>arXiv</em>

Par comparaison, de gauche à droite : les pyramides de Gizeh (environ 150 m de haut) ; Ariane 5 ; le Delta Heavy ; le Falcon 9 ; le Falcon Heavy ; la navette spatiale américaine ; Saturne V ; et enfin, la fusée géante de 400.000 tonnes que des extraterrestres devraient construire pour décoller d’une superterre comme Kepler-20 b. © Michael Hippke, 2018, arXiv

Seule une fusée géante peut décoller d’une superterre

Alors que les Terriens vivent sur une planète d'une taille raisonnable, compatible avec le voyage spatial, « d'autres civilisations, si elles existent, pourraient ne pas être aussi chanceuses, » explique Michael Hippke, interviewé par Space.com. Pour décoller d'une superterre, les extraterrestres devront redoubler d'effort : alors qu'une fusée doit atteindre la vitessevitesse, dite de libération, de 11,2 km/s pour échapper à l'attraction gravitationnelle de la Terre, celle-ci s'élève à 27,1 km/s pour une planète dix fois plus massive.

Le saviez-vous ?

Pour échapper à l’attraction gravitationnelle terrestre, un engin spatial lancé depuis la Terre doit avoir atteint la vitesse de libération de 11,2 km/s, soit 40.320 km/h. Pour échapper à l’attraction gravitationnelle du Soleil, depuis le même endroit, et s’aventurer à travers l’espace interstellaire, cette vitesse grimpe à 42,1 km/s.

Il faut donc une fusée plus puissante, ce qui implique davantage de carburant, alourdissant l'engin. Or, la masse de carburant nécessaire augmente exponentiellement en fonction de la pesanteur. On atteint donc très rapidement des dimensions astronomiques, comme le prouvent les calculs de Michael Hippke.

Par exemple, avec une charge utile de 6,2 t, ce qui revient à transporter le James-Webb Space Telescope, une fusée lancée depuis Kepler-20 b devra transporter 55.000 t de carburant. Pour des charges plus conséquentes, de l'ordre des 45 t requis lors des missions Apollo sur la Lune, une fusée géante de 400.000 tonnes sera nécessaire. Pire : pour des superterres au-delà de dix masses terrestres, si elles existent, le chercheur estime que propulser une seule fusée consumerait presque toute la matièrematière de l'exoplanète en carburant.

En conséquence, selon le chercheur, « les civilisations originaires des superterres sont beaucoup moins susceptibles d'explorer l'univers. Elles resteraient plutôt confinées sur leur planète et, par exemple, emploieraient des laserslasers ou des radiotélescopesradiotélescopes pour communiquer à travers l'espace au lieu d'envoyer des sondes ou des vaisseaux spatiaux ». Cependant, ses calculs valent pour des fusées traditionnelles à propulsion chimique. D'autres technologies, telles les fusées à propulsion nucléaire, pourraient être utilisées.