Proxima Centauri B est l'exoplanète connu la plus proche qui pourrait être dans la zone habitable de son étoile. Par conséquent, il a attiré beaucoup d'attention, y compris plusieurs missions conçues pour les visiter et renvoyer des informations. Malheureusement, en raison des contraintes technologiques et des distances gigantesques impliquées, la plupart de ces missions ne pèsent que quelques grammes et nécessitent des écailles solaires massives ou poussent des lasers pour s'approcher de leur cible.
Mais pourquoi laisser les niveaux technologiques modernes limiter votre imagination alors qu'il y a tant d'autres options, si elles sont toujours théoriques, d'envoyer une mission plus grande à notre voisin potentiellement habitable le plus proche? C'était la pensée derrière la thèse du maître d'Amelie Lutz à Virginia Tech – elle a examiné la possibilité d'utiliser des systèmes de propulsion de fusion pour envoyer une sonde à quelques cent kilogrammes au système, et potentiellement même en orbite.
Étant donné que Proxima Centauri B est potentiellement habitable, il y a beaucoup de capteurs différents que les scientifiques aimeraient y prendre pour le surveiller de près. Lutz détaille 11 capteurs qui iraient sur le métier, y compris les spectromètres, les magnétomètres et les systèmes d'imagerie et de sondage qui lui permettraient de regarder sous les calottes glaciaires de la planète (s'il y en a).
De plus, il y aurait un réseau de communications haute puissance. Cependant, il est difficile de récupérer un signal d'une autre étoile. Lutz propose d'utiliser la lentille gravitationnelle solaire de Proxima Centauri elle-même pour gonfler la puissance de communication et la bande passante à un respectable 10 Mo par seconde par watt de puissance consacrée au réseau de communications.
D'où vient ce pouvoir est le véritable nœud de la thèse – le vaisseau spatial s'appuierait sur un générateur de fusion à la fois pour sa propulsion et pour sa puissance électrique. Lutz a examiné trois types différents de disques de fusion, chacun pouvant utiliser quatre types de carburant différents.
Le premier est une fusée axée sur la fusion, qui convertit directement l'énergie créée par la réaction de fusion en poussée en utilisant une technique appelée fusion magnéto-inertiale. La prochaine étape est un moteur de confinement inertiel-électrostatique, petit et léger mais souffre de défis techniques qui limitent sa puissance potentielle. Un autre système d'entraînement potentiel est un système de microfusion (AIM) initié à l'antimatière, qui est le plus petit système, mais nécessite un antimatière pour commencer, ce qui est extraordinairement rare et coûteux.
Les quatre différents types de carburants sont généralement pris en compte lors de la discussion des réactions de fusion, soit pour la production commerciale d'électricité, soit la propulsion des vaisseaux spatiaux. Les réactions de deutérium-deutérium (D – D) sont les plus simples, mais souffrent de faible débit d'énergie. Le deutérium – tritium (D – T) a une énergie plus élevée, mais crée de nombreux neutrons qui pourraient potentiellement déchirer le blindage d'un vaisseau spatial et détruire ses systèmes internes. Proton-boron-11 (PB11) est plus exotique et composé de matériaux communs, mais nécessite des températures très élevées pour une production d'énergie très faible. Cela laisse le deutérium-hélium-3 (d-he3).
D-he3 A été le rêve de nombreux experts en fusion depuis longtemps. Il a un débit d'énergie élevé, un faible débit neutronique et ne nécessite pas de températures absurdes pour fonctionner. Cependant, il a l'inconvénient de la rareté relative de lui3 Sur Terre, cependant, comme le souligne Lutz, il y a eu beaucoup de réflexion sur la façon dont nous pourrions potentiellement l'extraire de la lune.
Pour déterminer quelle combinaison de système de carburant et de propulsion est la meilleure, Lutz considère plusieurs profils de mission différents. Le premier serait un fly-by non décédéré – qui aurait le vaisseau spatial zippant par sa planète cible à 24 000 km / s. Cela ne donnerait pas beaucoup de temps pour faire grand-chose, le cas échéant, la science réelle. Une alternative serait de faire un survol « lent », où le vaisseau spatial se trompe sur la seconde moitié de son voyage et passe par la planète allant 25 km / s plus raisonnable. Toujours rapide, mais suffisamment pour que les instruments scientifiques puissent réellement faire du travail.
Cependant, avec seulement un peu plus de manipulation de la trajectoire, Lutz pense que le vaisseau spatial pourrait entrer dans une orbite délimitée avec Proxima Centauri B, permettant plusieurs bys de mouches et une quantité importante de collecte de données. Mais pour ce faire, cela nécessiterait une combinaison de débit d'énergie élevée, de masse faible et de neutrons minimaux.
La solution gagnante, selon sa thèse, est une configuration de fusée (FDR) motivée par fusion en utilisant D-HE3 comme source de carburant. Selon ses calculs, un tel système pourrait arriver dans le système Proxima Centauri et commencer en orbite autour de sa planète cible en environ 57 ans, pas trop mal pour une mission interstellaire d'un vaisseau spatial de 500 kg.
Mais cela étant dit, toute cette étude est très théorique, du moins pour l'instant. Nous n'avons pas encore testé avec succès aucun concept de drive de fusion discuté dans le document, et même mettre un tel système en orbite nécessiterait un effort technique et politique important. Il faudra longtemps avant qu'un tel système ne s'adapte à un vaisseau spatial interstellaire, mais cela pourrait bien se produire au cours de la carrière de Lutz.
