Elena D’Onghia est connue pour ses recherches sur la structure de la Voie lactée et notre voisinage cosmique. Mais l’astrophysicien de la galaxie et de la matière noire a maintenant un projet totalement différent, qui pourrait s’avérer bénéfique pour une civilisation spatiale : générer des champs magnétiques portables pour détourner les rayonnements spatiaux potentiellement mortels des astronautes. « Je voulais vraiment faire quelque chose à côté qui aiderait davantage la société, quelque chose où il n’y avait pas encore de solution. Nous avons donc commencé à réfléchir à cette idée de protéger les engins spatiaux des radiations », dit-elle.
Son idée, qui ressemble à une superpuissance Magneto, est l’un des 17 projets qui ont reçu un financement le mois dernier de la NASA’s Innovative Advanced Concepts (NIAC), un programme qui investit dans des propositions à haut risque et à haute récompense. Chaque projet de phase 1, comme le concept de rayonnement de D’Onghia, a reçu 175 000 $ chacun pour une étude de neuf mois, tandis que les cinq propositions qui sont passées à la phase 2 ont chacune reçu 600 000 $ pour une période de deux ans. D’ici quelques décennies, quelques-uns d’entre eux pourraient être suffisamment mûrs pour faire partie de la prochaine génération de missions spatiales. « Leur travail consiste vraiment à changer l’avenir », déclare Ron Turner, conseiller scientifique principal pour le programme NIAC et analyste à la société à but non lucratif Analytic Services, Inc. « Nous sommes ici à la recherche d’idées innovantes qui pourraient en quelque sorte changer la façon dont l’espace et l’aéronautique c’est fini.
Des scientifiques comme D’Onghia explorent des idées lointaines, mais ils doivent également démontrer leur faisabilité et leurs avantages, dit Turner. Le financement du programme aide les gens à étudier chaque aspect de leur proposition plus en détail pour voir exactement ce qui doit être fait pour en faire une réalité. Les propositions n’ont pas besoin d’être ciblées vers la NASA; par exemple, l’un des projets financés lors du cycle le plus récent est un concept de défense de la Terre contre un astéroïde tueur sur une trajectoire de collision avec notre planète. D’autres incluent l’envoi d’un ballon spatial vers Vénus et la création d’une station spatiale pliable.
Le projet de champ magnétique de D’Onghia est né de conversations dans un café il y a quelques années avec Paolo Desiati, son collègue physicien à l’Université du Wisconsin. Ils voulaient s’attaquer à un problème de santé futuriste : lorsqu’un vaisseau spatial se dirige vers Mars, il sera bombardé de particules chargées du soleil et de rayons cosmiques qui peuvent provenir de beaucoup plus loin. Au cours d’un voyage d’environ neuf mois, les astronautes seront exposés à une quantité importante de rayonnement, causant des dommages cellulaires et augmentant leur risque de cancer. Même si les astronautes ne s’attardent pas sur la planète rouge et rentrent rapidement chez eux, leur exposition les placera au-dessus de la limite de rayonnement recommandée par la NASA tout au long de leur carrière. « Tant que nous n’aurons pas résolu ce problème, nous n’irons pas sur Mars », déclare D’Onghia.
Ils ont proposé un concept appelé CREW HaT, abréviation de « Cosmic Radiation Extended Warding using the Halbach Torus », un dispositif composé de bobines magnétiques avec des bandes supraconductrices pouvant être installées à l’extérieur d’un vaisseau spatial. Leur conception comprend huit panneaux inclinés disposés en cercle, chacun contenant des aimants, pour éloigner au moins la moitié des rayons cosmiques qui frappent avec des énergies allant jusqu’à 1 milliard d’électron-volts. (Ce n’est en fait pas beaucoup d’énergie, mais les risques pour la santé s’accumulent avec le temps.) Le champ magnétique créé par les panneaux modifierait les trajectoires des particules chargées entrantes afin qu’elles ne touchent pas le corps des passagers à l’intérieur. Le CREW HaT, qui est une forme de blindage actif, serait combiné avec un blindage passif – construisant des engins spatiaux à partir de matériaux conçus pour absorber certains rayonnements.
Leur objectif est de concevoir une version qui ne soit pas trop lourde et qui ne consomme pas trop d’énergie, afin qu’elle puisse être lancée avec un vaisseau spatial comme Orion de la NASA ou Starship de SpaceX et allumée en dehors de la magnétosphère protectrice de la Terre. Avant de pouvoir construire un prototype, leurs prochaines étapes consistent à étendre leurs calculs pour inclure des rayons cosmiques de plus haute énergie, pour voir si la technologie pourrait être utilisée pour les détourner sans trop augmenter le poids de l’appareil. « C’est le défi. Les concepts précédents se sont avérés extrêmement lourds et peu réalistes, mais ils ont ouvert la voie à de nouvelles idées », déclare Desiati.