Les exobiologistes cherchent de plus en plus des technosignatures possibles de civilisations E.T. avancées. Récemment, ils se sont penchés sur la possibilité de découvrir bientôt dans la banlieue solaire de larges centrales photovoltaïques, notamment pour des civilisations occupées à devenir de type I selon la fameuse classification de l'astrophysicien Nikolaï Kardashev.
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Au tout début des années 1970, l'euphorieeuphorie est au maximum en ce qui concerne la conquête spatiale. On rêve d'aller sur Mars au cours des années 1980 avec la propulsion nucléaire du projet Nerva, et à plus long terme d'établir des colonies spatiales au point de Lagrange L5 au cours du XXIe siècle.
On examine de plus près aussi le concept de station solaire orbitale. Dans l'espace, le Soleil brille 24 heures sur 24 et nulle atmosphèreatmosphère ne vient absorber cette énergie, ce qui rend des panneaux photovoltaïques plus performants car recevant plus d'énergie. De plus, certaines orbites de facto suppriment le problème de l'intermittence au sol et son corollaire redoutable, la nécessité d'un stockage de l'électricité photovoltaïque produite.
Cette constatation inspirait déjà l'ingénieur Peter Glaser (à ne pas confondre avec le prix Nobel Donald Glaser, l'inventeur de la chambre à bulles) en 1968 puis, les années suivantes, le physicienphysicien Gerard K. O’Neill. Les deux hommes se sont alors penchés sur la manière d'exploiter cette ressource et menèrent très loin leurs explorations de ce concept.
Une vue d'artiste d'une station solaire envoyant en direction de la Terre un faisceau de micro-ondes produit par l'énergie photovoltaïque collectée. © Nasa
Des stations solaires en orbite géostationnaire
Pour Glaser, il suffirait de mettre en orbite géostationnaire à 30 000 kilomètres de la Terre, sur la fameuse orbite de Clarke (l'orbite géostationnaire proposée par Arthur Clarke pour des satellites de télécommunication internationaux), des stations spatialesstations spatiales constituées de capteurs solairescapteurs solaires de plusieurs centaines de kilomètres carrés de surface, et même plus pour que l'Humanité puisse bénéficier d'une source d'énergie inépuisable et écologique. Ce serait donc le moyen idéal pour assurer ce que l'on appelle aujourd'hui un développement durable.
Le concept est toujours à l'étude bien qu'il souffre de plusieurs problèmes comme le rappelle un article de Futura rédigé par Emmanuelle Rio, François Graner et Roland Lehoucq. L'Agence spatiale européenneAgence spatiale européenne (ESA) le développe depuis quelque temps avec le projet Solaris mais aussi des entreprises privées, comme Space Solar au Royaume-Uni. On peut relier l'idée aussi à celle de civilisation extraterrestre de type I définie par Nikolaï Kardashev, c'est-à-dire une civilisation qui utiliserait toute l'énergie disponible sur sa planète, essentiellement l'énergie de son étoileétoile arrivant sous forme de lumièrelumière à la surface de sa planète.
Space Solar va développer et commercialiser l’énergie solaire spatiale, une technologie énergétique propre, abordable et évolutive. Nous aiderons le Royaume-Uni et les pays partenaires à effectuer une transition durable vers le zéro émission nette, en garantissant la sécurité énergétique et en améliorant la qualité de vie des populations du monde entier. La décarbonisation de nos économies pour lutter contre le changement climatique est l’un des problèmes les plus urgents auxquels l’humanité est confrontée. Nous avons besoin de toute urgence de nouvelles technologies de production d’énergie abordables, continues et flexibles si nous voulons répondre à la demande mondiale tout en atteignant le zéro émission nette. L’énergie solaire spatiale est une réponse à l’un des plus grands défis du monde. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Space Solar
Le saviez-vous ?
Comme l'explique un article de l'ESA dont Futura s'inspire, en 1923 le fameux théoricien russe de l'astronautique Konstantin Tsiolkovsky, l’un des premiers prophètes des voyages spatiaux et de la colonisation de l'espace, avait proposé de déployer un système de miroirs dans l’espace pour concentrer un faisceau de lumière solaire dirigé vers la Terre. Il avait calculé que la chaleur recueillie à l’aide d’une zone absorbante de 10 m² pourrait faire bouillir dix grandes tasses de café en deux minutes.
En 1941, le célèbre auteur de science-fiction Isaac Asimov a situé sa nouvelle « Raison » du mythique recueil Les Robots sur un satellite à énergie solaire qui envoie cette fois-ci l’énergie captée sous forme de faisceaux de micro-ondes sur Terre depuis l'espace.
L'idée était visionnaire car, en 1968, le premier plan technique d’un satellite à énergie solaire similaire a été proposé par l’ingénieur tchèque de la Nasa Peter Glaser.
En 1973, il a obtenu un brevet pour sa méthode de transmission d'énergie par micro-ondes depuis l'orbite jusqu'à une antenne de réception au sol. Toujours comme l'explique l'article de l'ESA, son travail s'appuyait sur des recherches antérieures sur la transmission d'énergie sans fil menées par l'ingénieur électricien américain William C Brown, qui en 1964 avait réussi à alimenter en énergie le vol d'un modèle réduit d'hélicoptère avec des micro-ondes émises depuis le sol.
Le Dr Peter Glaser, fondateur et directeur du programme de recherche spatiale d'Arthur D. Little, prononce la conférence annuelle du Massachusetts Space Grant (MASGC) qui s'est tenue au MIT le 6 avril 1999, sur le thème du développement de l'énergie solaire spatiale. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © MIT
Une technosignature propre aux panneaux photovoltaïques
On peut tout naturellement se demander si l'on ne pourrait pas trouver justement une technosignature d'une civilisation de type I de Kardashev. Des réflexions à ce sujet viennent d'être publiées dans The Astrophysical Journal - dont on peut trouver une version en accès libre sur arXiv.
La publication provient de plusieurs chercheurs qui ont poussé un cran plus loin certaines des idées avancées il y a quelques années par le fameux Avi Loeb. Pour cela, ils ont utilisé des modèles informatiques et des données satellitaires de la NasaNasa pour simuler une planète semblable à la Terre avec différents niveaux de couverture de panneaux solaires en siliciumsilicium.
Une civilisation extraterrestre technologiquement avancée pas très loin de devenir une civilisation de type I utiliserait des cellules solaires en silicium car cet élément est nettement plus abondant que germaniumgermanium, le galliumgallium ou l'arsenicarsenic et aussi parce que ce type de cellules serait bien adapté pour exploiter le rayonnement émis par les étoiles semblables au Soleil.
Des panneaux photovoltaïques de ce type produiraient alors une signature spectrale sous la forme d'un excès de réflexion de la lumière dans le domaine ultravioletultraviolet par rapport au sol d'une exoplanèteexoplanète qui ne serait pas massivement recouverte de ces panneaux. Il en serait de même pour de grandes stations solaires en orbite autour de l'exoplanète avec une signature caractéristique qui serait à la portée d'une future génération de télescopestélescopes, notamment de la Nasa et en particulier celui du projet Habitable Worlds Observatory (HWO).
Il s'agit d'un concept de mission qui rechercherait et caractériserait les planètes habitables au-delà de notre Système solaireSystème solaire. S'appuyant sur des études menées pour deux concepts de mission antérieurs appelés Large Ultraviolet Optical Infrared Surveyor (Luvoir) et Habitable Exoplanets Observatory (HabEx), HWO serait utilisé pour identifier et imager directement au moins 25 mondes potentiellement habitables. L'observatoire utiliserait ensuite la spectroscopie pour rechercher des « biosignatures » chimiques dans l'atmosphère de ces planètes, notamment des gazgaz comme l'oxygèneoxygène et le méthane, qui pourraient servir de preuves essentielles de la vie.
Becky Smethurst, astrophysicienne à The University of Oxford (Christ Church). Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Becky Smethurst
Un impact sur le paradoxe de Fermi ?
Si les chercheurs ont bien montré que la détection de panneaux solaires E.TT. était bien possible dans un rayon de 30 années-lumièreannées-lumière environ avec un télescope comme le HWO, il y a tout de même plusieurs bémols - comme l'explique dans un communiqué de la Nasa Ravi Kopparapu du Goddard Space Flight CenterGoddard Space Flight Center de la Nasa à Greenbelt, dans le Maryland, auteur principal de l'étude.
« Nous avons découvert que même si notre population actuelle d'environ 8 milliards d'habitants se stabilise à 30 milliards avec un niveau de vie élevé et que nous n'utilisons que l'énergie solaire pour l'électricité, nous utiliserons toujours bien moins d'énergie que celle fournie par toute la lumière du Soleil illuminant notre Planète. »
En effet, bien qu'il faudrait plusieurs centaines d'heures d'observation avec le HWO pour détecter les signatures de panneaux solaires couvrant environ 23 % de la surface d'une exoterreexoterre, la surface nécessaire pour 30 milliards d'humains ayant un niveau de vie élevé n'est que d'environ 8,9 %. Nous pourrions décider de stopper à ce niveau la croissance de notre consommation d'énergie et ne pas devenir une civilisation de type I (au rythme de croissance actuel, nous le deviendrions à l'horizon des années 2400).
Les chercheurs concluent que non seulement nous ne serions pas obligés d'atteindre ce stade, mais que dans cette hypothèse il ne serait donc pas possible de détecter une civilisation E.T. distante dans la Voie lactéeVoie lactée utilisant tout de même massivement des panneaux solaires et qu'en fait, une telle civilisation n'aurait pas besoin de s'étendre ou de faire des sphères de Dysonsphères de Dyson pour atteindre une civilisation de type II utilisant toute l'énergie d'une étoile.
Les chercheurs se demandent finalement si ce n'est pas la solution au fameux paradoxe de Fermiparadoxe de Fermi (puisque notre GalaxieGalaxie est ancienne, âgée d'environ 10 milliards d'années, et vaste, et que les voyages interstellaires sont difficiles mais possibles, pourquoi une civilisation extraterrestre ne s'est-elle pas répandue à travers la galaxie à ce jour ?).
Ravi Kopparapu déclare en effet qu'en ce qui concerne leur travail « l'implication est que les civilisations ne se sentent peut-être pas obligées de s'étendre dans toute la Galaxie parce qu'elles peuvent atteindre des niveaux de population et de consommation d'énergie durable même si elles choisissent un niveau de vie très élevé. Elles peuvent s'étendre au sein de leur propre système stellairesystème stellaire, ou même dans des systèmes stellaires proches, mais les civilisations couvrant toute la Galaxie peuvent ne pas exister ».
Bien sûr, nous ne savons pas vraiment ce qu'une civilisation avancée pourrait avoir comme besoin en énergie.
