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Géostat
Mis à jour le 23/04/2075 par Leonardo/5821MED[CyBrain]
Le Géostat
Le Géostat désigne un anneau artificiel mis en orbite autour du globe terrestre, qui l'entoure comme un immense cerceau positionné dans le plan de l'équateur, à 35 786 km au-dessus de la surface, soit distant du sol d'environ 5,6 fois le rayon terrestre.
Il est l'aboutissent de plusieurs tentatives plus ou moins heureuses visant à faciliter les voyages interplanétaires en en simplifiant ou supprimant la première phase, la plus difficile techniquement, la plus polluante, et souvent la plus gourmande en énergie : Le décollage et la traversée de l'atmosphère terrestre.
La construction du Géostat a débuté en septembre 2064 et il est devenu partiellement fonctionnel en février 2068. Son inauguration par les plus hautes instances du Conseil des Nations a eu lieu le 20 juillet 2069, à l'occasion du centenaire du premier pas d'un Humain sur la Lune.
Sommaire
1. Bref historique de la conquête spatiale
2. L'ascenseur spatial
3. Les stations Lagrange 4 et 5
4. Le Géostat
1. Bref historique de la conquête spatiale
L'histoire technique de la conquête de l'espace par l'espèce humaine est maintenant centenaire. Elle avait été imaginée, fantasmée, sous des formes diverses, depuis des millénaires, et avait servi, au Siècle des Lumières, de décor et de prétexte à des comptes philosophiques (Voyage Chimérique au Monde de la Lune, de l'évêque anglais Francis Godwin, Micromégas de Voltaire, Histoire Comique des États et Empires de la Lune, de Cyrano de Bergerac, etc…). Au XIXème siècle elle devient le sujet de romans d'anticipation comme De la Terre à la Lune de Jules Verne.
An XXème siècle, les premiers pionniers réfléchissent et expérimentent des moyens concrets. On citera par exemple le russe Constantin Tsiolkovski et l'américain Robert Goddard.
Le vol spatial réel a enfin été rendu possible par les progrès techniques réalisés par l'Allemagne durant la seconde guerre mondiale dans le domaine des fusées.
Les premières percées concrètes se sont alors faites dans un climat politique de rivalité entre l'Union Soviétique ou URSS (état maintenant disparu et dont les territoires sont aujourd'hui partagés entre ASIA et NATO) et les Etats-Unis d'Amérique ou USA (maintenant une partie de NATO), lors de la Guerre Froide.
Les étapes les plus marquantes en sont :
4 octobre 1957 :
Spoutnik, premier satellite artificiel (URSS)
12 avril 1961 :
Premier homme dans l'espace, Youri Gagarine sur Vostok 1 (URSS)
20 juillet 1969 :
Premier homme sur la Lune, Neil Armstrong sur Apollo 11 (USA)
Il s'en est suivi une série de missions sur la Lune et dans l'espace proche, ainsi que l'envoi de nombreuses sondes d'étude et d'exploration vers les autres planètes du Système Solaire, des astéroïdes et des comètes.
(Cf : fr/wikicycla.org/seconde_guerre_mondiale)
(Cf : fr/wikicycla.org/URSS)
(Cf : fr/wikicycla.org/USA)
(Cf : fr/wikicycla.org/guerre_froide)
La dissolution de l'URSS en décembre 1991, qui met fin à la Guerre Froide et à la rivalité entre USA et URSS, prive la conquête spatiale de son moteur le plus puissant, la rivalité entre les deux blocs. Le tarissement des financements qui s'ensuit ralentit les progrès dans le domaine spatial, qui passe dans une phase utilitaire, avec le lancement commercial de nombreux satellites de télécommunication et d'observation, à des fins civiles ou militaires.
Les missions scientifiques se concentrent sur l'étude des corps du système solaire, la mise en place de nombreux télescopes spatiaux (Hipparcos, Kepler, Hubble, etc…) et la création de navettes spatiales.
La Guerre Globale de 2029 a ensuite porté un coup d'arrêt à la conquête spatiale, qui a repris dès 2035 sur des bases nouvelles.
De nombreux projets ont été menés à bien depuis. Ils ont été motivés par :
La nécessité de concilier la prise de conscience aiguë de la fragilité de la planète Terre, et le besoin vital de conquérir de nouveaux lieux de vie permettant à l'espèce humaine d'assouvir son besoin atavique d'expansion
La collecte de nouvelles ressources minérales
La recherche scientifique
On citera ici brièvement quelques réalisations majeures :
Les deux grandes stations Lagrange 4 et Lagrange 5 (voir plus bas)
Les stations permanentes sur la Lune, Mars, Cérès, et sur 3 des 4 satellites galiléens de Jupiter : Europe, Ganymède et Callisto
Le Géostat (voir plus bas)
les nombreuses sondes d'exploration envoyées vers les planètes extérieures, Saturne, Uranus et Neptune, ainsi que vers les plus importants plutoïdes : Pluton et son satellite Charon, Eris, Makémaké…
Les missions minières vers les astéroïdes métallifères : par exemple la tristement célèbre mission Clarke de 2058 vers Shiva
On renvoie ici le lecteur vers les articles de Wikicycla traitant plus spécifiquement de ces sujets :
(Cf : fr/wikicycla.org/station_orbitale)
(Cf : fr/wikicycla.org/plutoïde)
(Cf : fr/wikicycla.org/mission_clarke)
2. L'ascenseur spatial
L'envoi dans l'espace de véhicules et de charges utiles s'est heurté, depuis les débuts de la conquête spatiale, aux contraintes techniques du décollage et de la traversée de l'atmosphère terrestre, et de l'énergie considérable qu'il faut dépenser pour atteindre des vitesses nécessaires pour pouvoir quitter la zone où l'influence gravitationnelle de la Terre est la plus forte.
Dès avant l'ère spatiale proprement dite, des théoriciens et des visionnaires ont imaginé des moyens censés faciliter cette première phase d'un voyage au-delà de l'atmosphère.
L'ascenseur spatial a été imaginé dès 1895 par le russe Constantin Tsiolkovski, sous la forme d'une tour de 35 790 km de haut, qui permettrait d'amener par un ascenseur des charges jusqu'à l'orbite géostationnaire. Cette orbite, située dans le plan de l'équateur terrestre, est telle qu'un corps y gravitant fait le tour de la Terre en un jour exactement, et donc apparait comme un point fixe dans le ciel, vu du sol.
L'idée est reprise de multiples fois, sous forme non plus d'une tour mais d'un câble, sur lequel pourraient progresser des ascenseurs qui achemineraient des charges jusqu'à la position géostationnaire. Pour que le câble reste tendu, il est alors imaginé qu'il se prolonge au-delà de la position géostationnaire et qu'il soit lesté d'un contrepoids, afin que la force centrifuge puisse équilibrer le poids du câble.
Cette idée a été popularisée en 1978 par l'écrivain Arthur Clarke, dans son roman Les Fontaines du Paradis.
(Cf : fr/wikicycla.org/orbite_géostationnaire)
(Cf : fr/wikicycla.org/arthur_clarke)
Les calculs ont cependant montré qu'aucun matériau connu n'était suffisamment résistant pour pouvoir supporter la tension imposée par l'ascenseur spatial.
La découverte des nanotubes de carbone dans la seconde moitié du XXème siècle et leur utilisation industrielle massive à partir de 2036 a entretenu un temps l'espoir qu'ils pourraient, moyennant des progrès qui multiplieraient par un facteur 5 leur résistance à la traction, être utilisés pour confectionner le câble de l'ascenseur spatial. Mais les experts sont finalement arrivés à la conclusion que les nanotubes de carbone n'apporteraient, hélas, pas non plus la solution.
Plus tard, l'analyse du matériau qui constitue la coque de l'astéroïde artificiel 2043KP33 découvert en 2043 a redonné espoir aux partisans de l'ascenseur spatial. Les difficultés rencontrées dans les tentatives de synthèse de ce matériau encore peu connu, constitué essentiellement lui aussi de carbone, laissent cependant supposer que cette piste est elle aussi vaine.
L'ascenseur spatial est aujourd'hui considéré comme une option qu'il ne faut pas écarter, mais qui ne verra pas de réalisation immédiate.
3. Les stations Lagrange 4 et 5
Le Conseil des Nations a été le commanditaire, dès la période de croissance et de stabilisation politique qui a suivi la Guerre Globale, de la construction de deux grandes stations orbitales qui ont été baptisées Lagrange 4 et Lagrange 5.
L'effort technologique a été considérable, et c'est un bel exemple de coopération internationale qui a permis ce tour de force.
Les premiers éléments ont été envoyés à partir du sol terrestre, mais très vite, des usines de montage ont été installées directement en orbite, qui utilisaient des matières premières extraites d'astéroïdes, ce qui a permis d'énormes économies d'énergie.
Les deux stations sont situées à proximité des points d'équilibre de Lagrange, de part été d'autres de la Lune sur son orbite autour de la Terre, l'une en avance d'un angle de 60° (Lagrange 4), l'autre en retard de 60° (Lagrange 5). Ces points ont la particularité d'être théoriquement stables : un corps qui y est positionné n'a pas à dépenser d'énergie pour s'y maintenir. Dans la pratique toutefois, les deux stations orbitales sont décalées des points théoriques afin qu'elles restent dans le plan de rotation de la Terre autour du Soleil, et non pas celui de la trajectoire de la Lune qui est inclinée de 5° par rapport à ce plan. Des manoeuvres périodiques de recalage, peu gourmandes en énergie, sont donc indispensables pour maintenir les deux grandes stations en place.
Lagrange 4 et Lagrange 5 se présentent comme de grandes roues de dix kilomètres de diamètre qui tournent en six minutes, créant ainsi, par la force centrifuge, une pesanteur artificielle sur la périphérie de l'anneau, là où sont situées les installations humaines, les laboratoires, les entrepôts. Sur le moyeu de la roue, où la pesanteur reste nulle, sont regroupés les docks d'accostage, et tous les dispositifs devant fonctionner en apesanteur.
Dès les années 2040, Lagrange 4 s'est spécialisée dans les télécommunications et la liaison avec les colonies humaines distantes, tandis que Lagrange 5 est devenue le principal complexe d'étude en exobiologie et en biologie spatiale. C'est là que sont étudiés et manipulés les microorganismes, les plantes et les animaux destinés à la colonisation de nouveaux mondes.
4. Le Géostat
L'échec de l'ascenseur spatial a contraint l'humanité à rechercher d'autres possibilités d'utiliser l'orbite géostationnaire comme étape et tremplin pour l'exploration spatiale.
Les expéditions vers les astéroïdes métalliques et carbonés qui gravitent entre Mars et Jupiter ont pu démontrer qu'il était beaucoup plus aisé, et plus économe en ressources matérielles et énergétiques, de prélever directement sur ces astéroïdes les matières premières indispensables à la construction de structures en orbite et de vaisseaux spatiaux, que de les hisser en orbite depuis le sol terrestre.
L'idée est alors née de remplacer tous les satellites qui parsèment l'orbite géostationnaire par un unique anneau, un gigantesque cerceau continu qui entoure la Terre.
Une telle structure permet l'économiser les nombreuses corrections de position indispensables au maintien, individuellement, de tous ces satellites en place. Elle sont effectuées en puisant dans leurs réserves de propellant, et deviennent impossible dès que ce dernier est épuisé : le satellite se met alors à dériver et il faut le parquer dans une des "orbites poubelles" qui s'encombrent d'années en années d'engins déclassés.
L'idée d'un anneau unique, doté d'une certaine flexibilité qui lui permet de s'adapter aux déformations dues au faible effet de marée que lui impose la Lune, fait alors progressivement son chemin.
Le Conseil des Nations, sur la base des études préalables effectuées, de manière indépendante, par les experts d'ASIA, de NATO et d'UNAFRI, décide alors de la levée de fonds et de la réalisation de l'ouvrage.
Ce gigantesque chantier débute, en 2061, par la mise en orbites terrestres, à près de 36000 km au-dessus du sol, des premiers segments pré-montés dans les bases Lagrange 4 et Lagrange 5, à 385000 km de la Terre, à partir de matières premières extraites de trois astéroïdes mineurs. En même temps débute le "nettoyage" indispensable qui permet d'éviter la collision entre des satellites existants et les structures mises en place.
Le 17 octobre 2066 est réalisée la "connexion" : Un anneau continu, de 265000 km de circonférence, qui entoure la Terre, est maintenant suspendu au-dessus de l'équateur, 35784 km au-dessus du sol en moyenne.
De très longs segments, bien sûr, représentant près de 98% de la circonférence, ne sont encore matérialisés que par de minces poutrelles de fibres de carbone. Mais ces dernières s'avèrent suffisantes pour assurer la cohésion de l'ensemble, et empêcher la dérive des "nodes", les stations automatiques ou habitées de l'anneau, qui hébergent des centraux de télécommunication, des stations scientifiques, des télescopes, des entrepôts… et même des zones résidentielles.
Les corrections de position et d'inclinaison de l'anneau, minimes comparées à celles qu'il fallait assurer pour les milliers de satellites qu'il remplace, sont effectuées par les six nodes spécialisés situés tous les 60° de longitude.
Au fil des années, les 265000 km de circonférence de ce que très vite, les média ont appelé le "Géostat" vont se peupler de nouvelles structures, pour devenir le relais indispensable de la planète dans tous ses échanges avec ses colonies dispersées dans tout le Système Solaire.
(Cf : fr/wikicycla.org/orbite_géostationnaire)
(Cf : fr/wikicycla.org/station_orbitale)
Avec le développement rapide des extractions minières sur les astéroïdes, la collecte de glace et de matières carbonées, les échanges avec le sol terrestre, en termes de tonnages, se sont réduits considérablement, se limitant progressivement au transport de personnes et d'équipements scientifiques spécifiques.
Le Géostat, couplé aux deux grandes stations Lagrange 4 et 5, dix fois plus distantes du sol terrestre, constitue dès à présent l'infrastructure spatiale la plus importante et la plus utile du Système Solaire.