Attention à Fred

Roman Science Fiction


Astéroïdes


Formation de la ceinture d’astéroïdes

Il s’agit probablement de la condensation du nuage primitif qui a donné naissance au soleil dont le phénomène d’accrétion a été interrompu par les turbulences gravitationnelles de Jupiter.

En d’autres termes, chaque astéroïde était une planète en devenir et si leur orbite avait été moins chaotique, ils se seraient sans doute agrégés pour donner naissance à une rocheuse comme la Terre, Vénus ou Mars.  La proximité de Jupiter en a décidé autrement en éparpillant la plupart des objets à grande distance les uns des autres. La majorité d’entre eux aurait été éjectée du système solaire, ne laissant qu’un reliquat ténu et relativement peu massif (4% de la masse lunaire) de petits corps qui ont eu la chance d’éviter une collision trop violente pendant 4.6 milliards d’années. D’autres ont eu moins de chance mais leur disparition interdit d’en évaluer le nombre ou la masse.

D’autres encore, étaient déjà suffisamment massifs pour rester en orbite solaire malgré les collisions. C’est le cas de (4) Vesta, qui malgré des traces évidentes de fragmentation multiples, n’y a perdu qu’1% de sa masse et reste le troisième plus gros objet de la ceinture avec 530 km de diamètre.

Schéma trompeur

Voir
Asterank position réelle des astéroïdes
(Fantastique animation temps réel)

Le terme « Ceinture » est trompeur. Il suggère un anneau de petits corps aux orbites homogènes. Dans la réalité, elle n’est ni un anneau ni homogène. Les astéroïdes ont des orbites aux ellipses très disparates et sont indiscernables des géocroiseurs tant l’imbrication des trajectoires est étroite et complexe. La plupart des schémas visant à illustrer la notion de ceinture induisent donc en erreur en se basant sur des moyennes plutôt que sur des min/max. Ce qui est vrai en revanche, c’est que la moyenne des orbites est située  entre Mars et Jupiter à l’exclusion de certaines distances au soleil où les objets sont statistiquement rares. Ce sont les fameuses Lacunes de Kirkwood qui matérialisent l’instabilité de certaines orbites car Jupiter en éjecte tout objet qui tenterait de s'y stabiliser.

Champs d'astéroïdes

Une croyance récurrente dans la S.F.
présente les astéroïdes sous forme de champs
compacts et homogènes.
Les objets célestes se déplacent en suivant une
trajectoire balistique que seules la gravité ou une
collision peuvent contrarier. Les champs
d'astéroïdes
sont en contradiction avec la
physique. Toute proximité entre deux objets doit
se conclure par une collision, formant ainsi un
objet plus gros par accrétion ou, à l'inverse, provo-
quant un rebond qui éloignera durablement les
deux objets impliqués.

En regardant attentivement l'incroyable animation d'Asterank, on comprend facilement que la ceinture est plutôt un "donut" qui va de l'orbite vénusienne à celle de Mars qu'elle dépasse jusqu'aux 2/5emes de l'orbite jovienne. Autrement dit, la Terre orbite largement à l'intérieur de la ceinture d'astéroïdes.

Néanmoins, le nombre d'objet autour de la Terre est nettement plus petit (facteur PI environ) qu'au delà de Mars puisque sa période orbitale est plus courte et la distance qu'elle parcoure autour du Soleil également. Pour en finir avec le schéma, on peut résumer que l'intérêt d'un objet réside dans la somme des delta-V à compenser pour y envoyer un cargo minier et pour qu'il en revienne. Cette somme devra être calculée non pas au départ de la Terre mais au point où se trouve la tête de pont ou grand port de fret qui assurera la jointure avec la Terre. C'est sur ce principe de fonctionnement que se base Attention à Fred.  

Exploitation

Ces points ont une influence certaine la gouvernance politique d’un nombre important de sites miniers. Aucun d’eux ne resteraient à distance raisonnablement constante des autres et leurs trajectoires les mettraient fréquemment en opposition solaire ce qui semble rédhibitoire pour former un gouvernement qui les représente dignement. Chaque exploitation est vouée à l’isolement pendant la plus grande partie de sa vie.

C’est pourquoi il est très peu question de forage dans le roman qui se focalise sur les ports de stockage et de livraison, là où se développe l’habitat humain. Les zones d’extraction sont statistiquement si lointaines qu’elles n’apparaissent qu’au travers de leurs cargos qui viennent sporadiquement livrer les matières premières aux chantiers où les dernières transformations ont lieu avant qu’un ultime transport ne parte livrer les métaux purifiés jusqu’à la Terre.

Géocroiseurs

Pour ces raisons, l’exploitation des géocroiseurs (objets qui avoisinent l’orbite terrestre) n’est pas tellement plus simple ni même beaucoup moins couteuse en énergie. Les contraintes de logistique à cette échelle plaident davantage pour que les transports lourds aillent d’un port d’avitaillement à l’autre en suivant des routes calculées pour rendre leurs missions relativement stables et répétitives.

Or, à moins d’installer plusieurs ports (ultra-lourds) par site d’exploitation pour sécuriser les voyages, il semble qu’un nœud de transport unique soit plus souhaitable et plus économique en organisation, règlementation et en superstructures indispensables. 

Voir
Trajectoire en spirale de la sonde Dawn
(Nasa)

Finalement, les distances ne sont pas le seul problème qui contrarie la logistique, elles deviennent même secondaires si on considère les voyages en spirale qu’effectuent les engins d’une orbite solaire à l’autre. Le plus simple pour un voyageur reste de ne pas trop s’éloigner de son orbite de départ. Un peu comme les schémas privilégient les orbites moyennes plutôt que montrer les trajectoires dans toute leur complexité. Les livraisons provenant de sites multiples éparpillés dans la ceinture, seront globalement moins coûteuses si elles se font toutes à un port unique dont les caractéristiques orbitales approchent la moyenne des sites d’extraction.

Le dernier voyage vers la Terre requiert pour sa part, une organisation distincte qui justifie l’existence d’un grand port capable d’accueillir les deux types de missions.

Dawn

C’est la conclusion de l’auteur ressortie à l’analyse de la mission Dawn à destination de Vesta et Ceres. Beaucoup d’intervenants sur ces questions présentent le delta-V d’un corps comme l’alpha et l’omega de son potentiel minier mais il est apparu que ces prévisions font presque toujours abstraction des contraintes logistiques liées à une exploitation constante, s’étalant sur une période indéfinie et portant sur de nombreux corps dont chacun apporte des éléments différents : Métaux, gaz…

Gouvernements spatiaux

Quant à l’organisation économique des différentes flottes de mineurs, à moins d’être placées sous tutelle stricte et hiérarchisée (militaire), elle ne peuvent que se développer de façon multilatérale où chaque mineur sera tenu envers les autres par ses impératifs économiques. C’est un peu là que la Terre voit sa tutelle mise en cause par les commandements locaux. D’autres questions plus anthropologiques viennent alors à l’esprit. Le roman leur donne corps.

Composante économique spéculative

Enfin, pour ceux qui avancent que la sur-disponibilité des métaux ferait chuter leur prix à Terre et rendrait leur exploitation déficitaire, rappelons que la composante spéculative des prix restera à peu près constante à l’avenir. L’inéluctable épuisement de la ressource la renchérira en même temps que la matière première qui la porte. Il y a toujours une spéculation liée au négoce. Le focus d’Attention à Fred l’ignore. Il apparait qu’une exploitation massive des astéroïdes rendrait la spéculation caduque au point de vue des terriens qui n’auront (emploi du futur à dessein) plus qu’un fournisseur extra-terrestre et seront bien obligés de faire avec. Prétendre pouvoir assurer la fourniture des biens en toute circonstance est un paradigme de négociant, pas de mineur.

L’or blanc

En outre, les platinoïdes sont tellement rares sur Terre que le génie humain entier renonce à les employer autant qu’il le faudrait. Le livre explique que les autos brûlent du pétrole car il manque du platine pour les piles à combustible et que dire du chauffage qu'une petite pile peut fournir en même temps que le courant dans des centaines de millions de maisons ? Remplacer les 4/5emes de la consommation de pétrole (soit 80 millions de barils par jour) par de l’hydrogène propre est un rêve qui justifie à lui seul l’exploitation des astéroïdes et les différents bloggeurs qui ont traité la question ne s’y sont pas trompés en ignorant purement et simplement les autres métaux.

Myopie corrigée

Pourtant, ce sont bien les autres matières extraites des astéroïdes qui, par leur abondance, permettent aux vaisseaux spatiaux de s’affranchir d’une barrière ô combien existentielle : celle de l'habitat. Il y a un demi-siècle qu’on a compris que Mars était un désert rouge, sombre, irrespirable et radioactif ! Après le choc de Vénus, Mars était le dernier espoir de trouver un habitat pour les terriens en surnombre. On cherche quel enthousiasme peut bien animer ceux qui envisagent de la coloniser. L’auteur a bien du mal à le partager. La question suivante est évidente. Que reste-t-il après Mars ?

 

 

 
 



Vue d'artiste d'un asteroide


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