L’ascenseur spatial

C’est un type de transport spatial entre la surface et une orbite autour de la Terre (ou d’une autre planète). Il se fonde sur l’idée d’un câble maintenu tendu par la force centrifuge due à la rotation de la Terre sur elle-même. Pour être en équilibre, le câble doit s’allonger au-delà de l’orbite géostationnaire (36 000 km), à partir d’où la force centrifuge dépasse la force de gravitation.

Si un objet (comme la station spatiale internationale) est placé en dessous de cet orbite, pour que sa force centrifuge puisse compenser sa force de gravitation il faut qu’il aille plus vite que la rotation de la Terre; à l’inverse, au dessus de l’orbite, il peut aller moins vite.

C’est dans l’orbite géostationnaire que doit se trouver le centre de gravité de tout le système (câble, station, contrepoids…).

Cependant l’idée de ce projet, développée dans les années 1950, s’est heurtée à de nombreuses contraintes technologiques, à cause de l’inexistence d’un matériau à la fois suffisamment léger et résistant aux tensions engendrées par le propre poids du câble et des vent, et aux orages.

Or on a découvert dans les années 1980-90 des nanotubes de carbone, un matériau pouvant en théorie remplir ces deux conditions (léger et résistant). Les matériaux classiques sont insuffisamment résistants, mais la découverte des nanotubes a fait réapparaître un certain intérêt pour cette idée. Il y a un an, une équipe de l’université de Cambridge a annoncé la fabrication de premières mini-fibres faites de ce matériau.

La propulsion de la cabine, de même que son freinage lors de la descente, est le deuxième gros problème à résoudre.

L’ascenseur spatial pourrait prendre alors la forme d’un long câble sur lequel circuleraient des navettes.
Chaque portion du câble est soumise d’une part à l’attraction gravitationnelle terrestre, et d’autre part à l’accélération d’entraînement (la force centrifuge), qui s’équilibrent à l’altitude de l’orbite géostationnaire. La pesanteur domine en-dessous de cette altitude, et il faut donc une longueur suffisante de câble (ou une masse suffisante, par exemple constituée du lanceur ayant lancé initialement le câble, ce qui permettrait de raccourcir ce dernier) au-dessus, pour assurer une tension vers le haut.

Voici comment on pourrait le construire: on lance d’abord un engin spatial en orbite géostationnaire, puis celui-ci envoie vers la Terre un mince ruban de quelque micromètres d’épaisseur. Au fur et à mesure que le câble descend, l’engin s’écarte de la Terre pour maintenir l’équilibre, jusqu‘à atteindre une distance de 72 000 km. Une fois le premier câble amarré au sol, on s’en sert pour en mettre en place d’autres et constituer le câble définitif.

Mais que faire si le câble est sectionné pour une raison ou une autre (s’il casse, la partie encore attachée au sol retombera sur terre, et l’autre sera projetée dans l’espace par la force centrifuge)…? Bien sur on travaille aussi sur cette eventualité.

Quoi qu’il en soit, une fois mis en place, l’ascenseur permettra de rejoindre l’orbite de façon plus économique qu’avec un lanceur spatial classique comme une fusée. Avec les moyen actuel, mettre un kilo en orbite coûte environ 8 000 €, tandis qu’avec ce dispositifs un kilo reviendrait à quelques dizaines d’euros seulement. De quoi faire rever les amoureux de l’espace.

L’investissement est estimé à 10 milliards d’euros.