Votre appétit pour SETI a peut-être grandi lors de votre lecture de la partie précédente sur l’équation de Drake. Voyons maintenant quelques efforts récents menés en relation avec SETI. On va s’appuyer sur un article de revue par Jason Wright en 2021.
SETI au 21ème siècle, c’est d’abord des observations qui continuent. En 2020, il y a eu moult recherches en radio (à quelques GHz de fréquence) en pointant les radiotélescopes de GreenBank, et Parkes sur 1300 étoiles (Price et al. 2020). Il y a aussi des observations qui sortent de l’ordinaire, où l’on regarde la zone de transit de la Terre, i.e., les étoiles qui voient la Terre transiter devant notre Soleil, en espérant que ces derniers puissent nous détecter et donc soit plus enclins à nous envoyer des signaux (Sheikh et al. 2020). Il y a aussi les observations avec le télescope SETI home-made (appelé ATA) où les observateurs ont ré-exploré le champ du signal Wow ! : ce signal de 72s montré sur la figure ci-contre a été détecté le 15 août 1977 par le radiotélescope « The Big Ear » aux États-Unis – il n’y a pas encore de consensus sur l’origine du signal et l’hypothèse extraterrestre n’est pas encore totalement exclue. Plus de 100 h d’observations ont été dédiées à la recherche de répétitions de ce signal (qui est encore à ce jour le meilleur candidat potentiel). Toutes ces observations permettent d’avoir des valeurs supérieures de signaux extraterrestres sans avoir de détections concrètes pour le moment. Hippke (2020) a étudié l’hypothèse que le fond diffus cosmologique pourrait avoir été placé de manière intentionnelle au début de l’apparition de l’Univers en cherchant un message caché dans le signal.
Le signal wow!
Le signal Wow détecté en 1977 pouvant faire penser à un signal radio extraterrestre.
SETI est aussi en train de développer de nouvelles technologies. La plus prometteuse est peut-être Pano-SETI qui va scanner tout le ciel en optique à la recherche de pulses lasers brefs (Brown et al. 2020). Le projet avance et les premiers télescopes tests ont vu le jour. Cela va permettre de scanner un espace des paramètres encore inexploré en termes de longueurs d’ondes et de timing. Comme les informations peuvent être plus condensées dans un signal optique, peut-être que cette utilisation est plus commune pour transmettre des messages ?
Il y a aussi maintenant le projet « Breakthrough initiatives » qui vient s’ajouter à SETI. C’est un projet en majeur partie financé par Yuri et Julia Milner qui est divisé en cinq sous-parties. 1) Breakthrough Listen dans lequel seront injecté 100 millions de dollars sur 10 ans pour chercher des signaux radios ou lasers en provenance d’un million d’étoiles. 2) Breakthrough message qui cherche à créer le meilleur message qui représente l’humanité et pourrait à terme être envoyé dans l’espace. 3) Breakthrough StarShot (co-fondé avec Mark Zuckerberg) qui prétend envoyer des myriades de sondes à voile solaire (voir Figure) vers les étoiles les plus proches à 20% de la vitesse de la lumière (coût : 100 millions de dollars). Chaque sonde ne pèserait que quelques grammes et ferait quelques centimètres. L’idée est d’envoyer environ un millier de sondes vers la même étoile à chaque lancement pour optimiser les chances. Chaque sonde disposant de ~5 caméras pourra retourner des images (un fly-by de la planète autour de Proxima Centauri est aussi prévu pour espérer résoudre quelques inhomogénéités de surface de la planète). Les sondes seraient propulsées par des lasers de 100 GW qui enverraient des photons énergétiques sur des voiles de quelques dizaines de mètres carrés pour les projeter à grande vitesse. 4) Breakthrough Watch qui souhaite caractériser les planètes rocheuses autour d’Alpha Centauri et d’autres étoiles proches. 5) Breakthrough Enceladus Mission explore l’idée d’envoyer une sonde vers Encelade (lune de Saturne) en partenariat avec la NASA pour rechercher des traces de vie dans son océan liquide situé sous sa surface glacée.
Une voile solaire
Vue d’artiste d’une voile solaire qui pourrait envoyer des sondes pleines de caméras vers des étoiles proches à un cinquième de la vitesse de la lumière.
Exercice : Le projet Breakthrough StarShot
Difficulté : ☆
Temps : 15 min
Dans le projet « Breakthrough StarShot » listé ci-avant, il est évoqué l’envoi de sondes solaires se déplaçant à 20% de la vitesse de la lumière. Parlons un peu de cela...
Question 1)
Veuillez calculer combien de temps il faudrait pour atteindre l’étoile la plus proche de nous ?
[1 points]
Question 2)
Il est prévu que les sondes prennent quelques photos (avec des caméras de 2 Mpx). Combien de temps après les prises recevront nous les données sur Terre ?
[1 points]
Question 3)
Pensez-vous qu’il soit possible de mettre en orbite ces sondes solaires autour du système d’Alpha du Centaure (qui comprend l’étoile Proxima Centauri autrement appelée Alpha Centauri C) ?
[1 points]
La pression de rayonnement des photons peut accélérer ou décélérer les sondes.
Question 4)
Plutôt que de pousser les sondes solaires à l’aide de lasers énergétiques qui ont un gros coût énergétique et environnemental, ne peut-on pas envisager une solution « plus naturelle » et meilleure pour la planète ?
[1 points]
Question 5)
Pensons au cout énergétique de tels vaisseaux. Supposons que les voiles aient une masse d'environ 1g. Quelle est l'énergie (cinétique) nécessaire pour envoyer 1000 sondes à 20% de la vitesse de la lumière pour optimiser nos chances de réussite ?
[1 points]
L'énergie cinétique ne dépend que de la masse et de la vitesse.
- Question 1
Solution :
L’étoile la plus proche est Proxima du Centaure à 4,24 années lumières. A 20% de la vitesse de la lumière on met 
ans pour atteindre Proxima Centauri (on néglige la phase d’accélération, très courte, ~10 minutes, par rapport à la durée du voyage).
- Question 2
Solution :
Le retour des données se fait à la vitesse de la lumière, donc il va falloir un peu plus de 4 ans pour recevoir les images aprés le départ des sondes.
- Question 3
Aide :
La pression de rayonnement des photons peut accélérer ou décélérer les sondes.
Solution :
Oui, cela est même envisagé mais dans ce cas il ne faut pas arriver trop vite pour pouvoir être freiné par la pression de rayonnement des étoiles du système. Pour une voile de 4m2, cela limite la vitesse à environ 0.046c, i.e. c’est ~4 fois moins rapide que ce qui avait été envisagé initialement. On pourrait aussi se servir de déflection gravitationnelle pour aller au plus proche de Proxima Cen b (la planète récemment découverte autour de la naine M Proxima Centauri).
- Question 4
Aide :
Pensez au Soleil...
Solution :
On a vu à la question précédente que les photons d’une étoile peuvent décélérer une voile. De même, les photons du Soleil pourraient être utilisés pour accélérer la voile. Par contre, pour que cela soit efficace, il ne faudrait pas des voiles de quelques m2 comme évoqué pour un laser puissant, mais plutôt des voiles de l’ordre de 100 000 m2, soit 10 hectares ou 14 terrains de football, ce qui sera un sacré défi technologique.
- Question 5
Aide :
L'énergie cinétique ne dépend que de la masse et de la vitesse.
Solution :
avec m=1kg et 
, 
étant la vitesse de la lumière. Cela donne une énergie de translation de 
J ce qui correspond à la production d'un réacteur nucléaire de 900 MW pendant un mois (500 000 MWh), ce qui correspond à la consommation de 400 000 foyers environ. Ca n'est pas négligeable mais pas impossible non plus, surtout si l'on utilise l'énergie solaire plutot qu'un laser de 100 GW. En utilisant l'idée du laser 100 GW (qui serait produit par combinaison de lasers de puissance inférieure), on peut voir que pour une seule sonde solaire, avec une impulsion laser de 10 minutes environ, cela délivrera 1 TJ à la voile.