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Roland Lehoucq, Vers les Étoiles

Roland Lehoucq est astrophysicien. Il travaille au CEA et est enseignant à l’École Polytechnique de Palaiseau. Il est également auteur de nombreux ouvrages de vulgarisation scientifique par le prisme d’œuvres de science-fiction comme Star Wars ou Superman. Le Temps Imaginaire se propose ici de l’interroger notamment sur la possibilité de l’exploration spatiale et des voyages dans le temps.

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photo, Antoine Seguin

Le Temps Imaginaire – Pourrait-on aller sur Mars aujourd’hui ?

Roland Lehoucq – Il faut d’abord se mettre en orbite autour de la Terre puis s’échapper de son attraction. On donne une impulsion à partir de l’orbite terrestre, pour qu’ensuite, il n’y ait plus de manœuvres à faire jusqu’à Mars. C’est ce qu’on appelle un vol balistique : on est seulement soumis à la gravité des corps du système solaire, avec l’impulsion initiale pour se diriger vers Mars.

Le problème qui se pose alors, c’est de savoir en combien de temps ? La trajectoire optimum (celle où l’on dépense le moins d’énergie) pour aller sur Mars prend 6 mois. Puis, il faut rester une bonne année sur place avant de repartir, pour que les positions de la Terre et de Mars soient optimums pour le retour. Et ensuite, il faut à nouveau 6 mois au retour. Il serait compliqué d’envoyer des hommes pendant 2 ans dans l’espace totalement autonomes !

Pour aller plus vite, il faudrait propulser le vaisseau durant le vol. C’est déjà compliqué de gérer des humains dans l’espace, même si on le fait dans la station spatiale internationale, mais la propulsion du vaisseau pose aussi soucis. Cela ne demande pas de physique extraordinaire, mais avec les méthodes d’aujourd’hui, ce serait très difficile car cela nécessite beaucoup d’énergie. Il faudrait construire le vaisseau morceau par morceau dans l’espace plutôt que sur Terre. Ensuite, il faudrait le propulser jusqu’à Mars. Ça deviendrait énorme techniquement et extrêmement cher !

Ce qui est plus envisageable pour de nouveaux voyages dans l’espace, ce serait d’envoyer un équipage humain sur un astéroïde comme Cérès. Le voyage durerait 2 ou 3 semaines, ce serait bien plus facilement gérable car la gravité des astéroïdes est nettement plus basse.

LTI — Pourquoi aller sur Mars ? Comment faire progresser nos connaissances sur cette planète ?

RL — Pour le moment, on envoie des robots qui font le travail pour notre compte. Le problème est qu’ils ne sont pas capables d’avancer de manière autonome sur une surface inconnue. Il faut donc les télécommander, mais le temps de réponse est très long avec Mars car elle est lointaine. En moyenne, les robots n’avancent que de quelques centimètres par heure… Et la surface totale de Mars est équivalente à celle des continents terrestres !

La solution serait d’envoyer des humains en orbite autour de Mars et non pas sur Mars. Le temps de communication avec les robots serait très court, et l’exploration pourrait se faire quasiment en temps réel. Si on met un géologue pour commander les robots, on pourrait apprendre de nouvelles choses. Cela serait plus simple que de se poser à la surface de Mars. Les conditions pour se poser sont extrêmement difficiles, il faudrait développer un protocole complexe incluant notamment des rétrofusées…

LTI — Est-ce que la découverte de formes de vie sur Mars nous motiverait à y faire se poser des hommes ?

Je pense que la recherche de la vie extraterrestre en général, et sur Mars en particulier, est très intéressante, passionnante. Maintenant que l’on sait qu’il y a de l’eau liquide, et qu’il y a eu des conditions qui ont peut-être été favorables à la vie, cela motive pour continuer à chercher.

En revanche, je ne pense pas que la recherche de formes de vie martienne motivera une exploration humaine de Mars. On enverra davantage de robots, plus de satellites, plus de beaucoup de choses, mais pas d’humains.

Il n’y a pas vraiment de raisons d’envoyer des hommes sur Mars, à moins qu’on veuille y établir une colonie. Ce qu’on ne sait pas faire sur la Lune, qui est plus proche, et ce qu’on ne sait presque pas faire dans l’Antarctique, qui est sur notre planète. Techniquement, cela ne pose pas tant de problèmes, mais l’investissement est tel par rapport à l’intérêt qu’on ne le fait pas. Il y a eu des projets, mais rien n’a abouti.

LTI — Pourquoi y a-t-il autant de fascination à propos de la vie sur Mars ?

RL — La fascination pour la vie extraterrestre est compréhensible parce qu’elle se pose sur la question de savoir si nous sommes seuls dans l’univers. De savoir si nous sommes la seule forme de vie intelligente, mais bien avant ça, de savoir si la vie terrestre est la seule forme de vie tout court. Si on découvre de la vie actuelle ou passée sur Mars, cela ouvre des possibilités pour ailleurs aussi…

LTI — Peut-on vraiment imaginer des voyages au-delà du système solaire, des voyages interstellaires ?

RL — Dans l’espace interstellaire, on peut l’imaginer. Cela reste extraordinairement difficile car l’énergie nécessaire à l’envoi de quelques sondes dépasse plusieurs fois l’énergie consommée par l’humanité en un an. Il faut donc d’abord commencer par augmenter considérablement, d’un facteur 500 au bas mot, notre budget énergétique. D’autres problèmes apparaissent si l’on va vraiment vite, à une vitesse proche de celle de la lumière : le voyage pourrait ne durer que quelques années pour les passagers, mais des dizaines voire de centaines d’années sur Terre. Une manière de voyage vers le futur, mais à sens unique !

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photo, Antoine Seguin

LTI — Pouvez-vous nous en dire davantage sur les voyages dans le temps ?

RL — La mesure d’une durée dépend d’abord de la gravité dans laquelle on est plongé : une horloge au sol retarde par rapport à une autre, identique, située en altitude. Cet effet a été vérifié avec une grande précision grâce aux horloges atomiques. Cet effet résulte de la relativité générale d’Einstein et on le voit à l’œuvre dans le film Interstellar de Christopher Nolan.

La mesure des durées dépend aussi de votre état de mouvement. C’est l’effet de dilatation des durées prévu par la relativité restreinte d’Einstein, publiée 10 ans avant la générale. Dans le cas d’Avatar, il a fallu au héros Jake Sully, 5 ans 9 mois et 22 jours pour aller jusqu’à Pandora, qui est le satellite d’une planète d’Alpha du Centaure. Cela veut dire que son vaisseau allait à 2/3 de la vitesse de la lumière. On peut penser qu’il parle en temps du vaisseau, mais en temps terrestre, à cette vitesse, cela fait un peu plus de 7 ans.

LTI — Revenons à la question de la vie extraterrestre, si c’est une question fondamentale, qui fascine, son intérêt ne dépasse-t-il pas celui de la science ?

Oui, cette question est fondamentale pour notre position d’humains et d’êtres vivants dans l’univers. Si la science-fiction l’utilise beaucoup et c’est parce qu’elle est fascinante. C’est aussi parce que la science-fiction ne cherche pas à prédire le futur, comme on le pense trop souvent, mais cherche à poser des questions sur les humains et leur réalité. Elle travaille sur les conséquences du progrès scientifique et du progrès technique sur les humains. Dans ce cas, la science-fiction questionne l’altérité ultime, c’est-à-dire l’extraterrestre. Comme on sait qu’ils ne sont pas humains, une foule de questions doivent être posées. Resterons-nous pacifiques les uns envers les autres ? Que se passera-t-il si nous les croisons ? Arriverons-nous à nous comprendre ? Quelles seront nos relations ?

Notez que ces questions se sont aussi posées entre humains au cours de l’Histoire. Les Espagnols avaient par exemple dénié toute âme aux amérindiens qu’ils ont colonisés. Avec les extraterrestres, c’est la même question mais poussée plus loin. Après, on peut inventer de belles histoires dans les livres, faire des bêtes merveilleuses, créer des héros pour le cinéma et fabriquer des machines fantastiques ; mais on pose quand même la question du rapport à l’Autre.

LTI — Y a-t-il des chances pour que le système solaire abrite des formes de vie ailleurs que sur Mars ?

Il y a eu une époque où il paraissait évident que la vie extraterrestre existait. Pour Fontenelle, il y a de la vie sur tous les mondes du système solaire. On ne les voit pas, mais cela lui paraissait parfaitement clair. Pour Flammarion, c’est pareil. D’ailleurs, au XIXe siècle, une richissime femme avait organisé un concours pour récompenser celui qui inventerait un dispositif pour communiquer avec des extraterrestres. Mais il y avait une condition : « sauf les martiens », parce que c’était trop facile !

Plus sérieusement, on pourrait chercher à d’autres endroits dans le système solaire. Par exemple, dans l’océan qui est sous la croûte de glace de Encelade (un satellite de Saturne), ou alors dans l’océan qui est sous la croûte de glace de Europe (un satellite de Jupiter). On est sûr qu’il y a de l’eau liquide dessous. On n’a pas pu la voir directement, mais nous possédons beaucoup d’indices qui vont dans ce sens.

Dans le cas d’Europe, la croûte mesure entre 15 et 90 kilomètres d’épaisseur. De plus, l’eau liquide d’Europe doit probablement contenir des sels dissous, parce qu’Europe a un champ magnétique qui n’est pas négligeable. Et de surcroît, on sait que le fond de cet océan touche la roche. Si l’eau liquide touchait une autre couche de glace, ce ne serait pas intéressant pour chercher de la vie. Mais comme l’eau touche la roche, cela ressemble aux fonds des océans terrestres, et on peut espérer trouver des formes de vie. Le flux géothermique et la chimiosynthèse (la capacité des êtres vivants à produire de l’énergie à partir de réactions chimiques) sont suffisants pour qu’il y ait des formes de vie, peut-être proches de celles que l’on trouve dans nos abysses.

Le problème est qu’on ne se sait ni rester longtemps, ni même se poser sur Europe. Elle est dans les ceintures de radiation de Jupiter et des robots (a fortiori des humains) seraient très vite endommagés par ces radiations. Et ensuite, il faudrait creuser des kilomètres de glace… Les russes ont mis 15 ans à creuser 4 kilomètres pour atteindre le lac Vostok dans l’Antarctique. Imaginez-vous le temps qu’il faudrait sur Europe… Ce n’est pas inimaginable mais c’est tellement compliqué, et du coup tellement cher, qu’on ne le fait pas en pratique. On n’est loin de Star Trek !

LTI — Si, pour le moment, la science ne peut pas savoir si la vie existe au-delà de la Terre, est-ce que la science-fiction peut l’aider à avancer ?

RL — Je pense que la science-fiction n’a jamais été d’un grand secours pour avoir de bonnes idées scientifiques. En revanche, elle a parfois diffusé des idées scientifiques, comme l’ascenseur spatial et les a popularisée. L’ascenseur spatial est un câble qui s’étend du sol terrestre jusqu’à très loin dans l’espace. On pourrait aller et venir sur ce câble ; et pour aller plus loin, il suffirait d’être éjecté de ce câble, un peu comme une pierre d’une fronde. C’est un ingénieur russe (Youri Artsutanov) qui en avait eu l’idée dans les années 60. Personne n’avait remarqué son idée sauf Arthur Clark, l’auteur de la nouvelle La Sentinelle qui a donné le film 2001, l’Odyssée de l’espace. Cet écrivain a aussi écrit un roman qui s’appelle Les Fontaines du Paradis, en 1973, en reprenant cette idée. C’est en lisant ce livre que Jerome Pearson, un ingénieur de la NASA, a pensé que c’était une bonne idée. La science-fiction n’a pas eu d’idées pour la science, mais elle a permis de diffuser les idées scientifiques.

D’autre part, la Science-fiction crée des images pour frapper les esprits, pour divertir et faire ressentir des émotions. On rajoute une couche d’humain sur les idées scientifiques, une couche d’affects, pour être plus percutant. Forcément, cela peut avoir plus d’effets et susciter des réactions ! La première scène de Blade runner est superbe. Cela montre une situation avec un climat détérioré et une surpopulation humaine. C’est beaucoup plus marquant que quand des scientifiques expliquent doctement les résultats de leurs recherches. Le message, les résultats de la science sont donc portés au-delà de ce que les scientifiques peuvent porter seuls grâce à la science-fiction.

LTI — La science-fiction peut-elle susciter des vocations scientifiques ?

LR — Oui, elle peut faire office de « sergent instructeur » ! Par exemple, Luca Parmitano, un astronaute italien, dit explicitement que s’il est devenu pilote d’avion c’est parce qu’il voulait faire comme Luke Skywalker ! Et après pilote d’avion, lorsqu’il a découvert qu’il pouvait piloter des vaisseaux, il n’a pas hésité une seconde. Sa vocation scientifique a donc été orientée par une exaltation scientifique suscitée par la saga Star Wars. Mais ce n’est pas Star Wars qui lui a appris son métier. Les rapports entre la science avec la science-fiction sont dans le désir et dans l’imagination que l’un provoque chez l’autre et l’autre chez l’un.

LTI — Y a-t-il des points communs entre science et science-fiction ?

RL — Dans les deux cas, on crée des images… Cela est particulièrement vrai dans le cas de la science-fiction. La science peut aussi produire des images magnifiques, mais ce n’est pas son but premier. Son but est de produire des images précises qui ont un sens, afin de les analyser et d’essayer de comprendre le réel.

La chose commune, c’est aussi de vouloir analyser le réel. Le monde que les deux explorent n’est pas exactement le même, ils n’utilisent pas les mêmes moyens. Mais à chaque fois on se demande : qu’est-ce que le réel ? À chaque fois aussi, il faut de l’imagination et de la rigueur. Dans le cas de la science, je dirais qu’il faut d’abord de la rigueur et ensuite de l’imagination. Dans le cas de la Science-fiction, je dirais qu’il faut d’abord de l’imagination et ensuite de la rigueur.

En revanche, l’imaginaire scientifique est obligatoirement confronté à la réalité expérimentale ou observationnelle : c’est le juge de paix qui qualifie ou non les « bonnes » idées scientifiques. L’imaginaire de la science-fiction n’est pas soumis aux mêmes contraintes. Pour cette dernière, le seul critère est celui de savoir si cela plaît à quelqu’un, et même au plus grand nombre. Elle peut donc venir piocher dans des théories scientifiques spéculatives (comme la théorie des cordes ou les multivers), qui n’ont pas encore reçu de vérification expérimentale. Cela ne veut pas dire que la science-fiction n’a aucune rigueur et que la science en a une. Il faut avoir une cohérence dans la science-fiction !

LTI — Est-ce que la science-fiction respecte les lois scientifiques ?

RL — La science-fiction est très souvent en désaccord avec ce que la science peut réellement faire, avec ce que disent les lois de la physique. Dépasser la vitesse de la lumière, voyager dans le passé, ce n’est pas possible pour les lois physiques. La téléportation, telle qu’on la voit dans Star Trek, c’est pareil. Cela pose d’ailleurs de sérieux problèmes éthiques, parce que téléporter quelqu’un, cela revient à démonter un humain à un endroit et à le remonter à un autre. On tue quelqu’un à un endroit et on le fait renaître à un autre !

Ce qu’imagine la science-fiction est donc souvent impossible. Ce n’est pas qu’une question de moyens financiers ou de manque de technologie dans ce cas. Je parle d’une impossibilité radicale ici. Ce sont les lois physiques qui rendent impossibles certaines choses et non pas notre habileté, notre capacité à agir dans le cadre qu’elles nous imposent. C’est un tout autre niveau d’impossibilité ! C’est une impossibilité théorique, bien plus forte qu’une impossibilité pratique. On sait bien que la science évolue et se transforme. Mais, par exemple, le fait que la vitesse de la lumière soit la vitesse limite dans l’univers, c’est vérifié avec une précision de 10-17 ! Ça ne va pas être facile de violer cela… Et même si c’est le cas, ce ne sera pas de beaucoup.

Ce qui est intéressant avec la science-fiction, c’est qu’elle permet d’imaginer les conséquences, notamment éthiques, de découvertes scientifiques ou techniques que l’on peut imaginer aujourd’hui, mais dont est très loin de pouvoir réaliser et mettre en place. Cela permet aussi de se poser des questions autrement, de faire des expériences de pensée sociales. C’est la seule littérature qui fait cela ! Par exemple, la science-fiction prend un parti pris : le clonage est autorisé et se faire faire un clone vaut 100.000 euros. Par conséquent, beaucoup de gens peuvent s’en payer un. Quelles sont les conséquences ? Dans quel monde vit-on ? La science-fiction ne s’occupe pas tant de dire la vérité, mais de poser les bonnes questions. Elle s’interroge donc sur les interactions entre science et société que ce soit sous forme de livres, de films, de séries ou d’autres formes d’expression.

LTI — Vous réussissez à passer de science à science-fiction très facilement. Quelles ont été vos motivations pour faire de la vulgarisation scientifique par le prisme de la science-fiction ?

J’ai d’abord fait ça parce que j’aime les deux ! De plus, je trouvais naturel pour un scientifique de parler de science au grand public. Il y a une quinzaine d’années, personne ne parlait de science en prenant prétexte de la science-fiction. Je me suis donc mis à le faire. Plus généralement, j’utilise tous les supports de l’imaginaire pour parler de science. Cela m’a paru naturel. Ma volonté est de diffuser les connaissances scientifiques et de les faire comprendre. Cela permet de faire connaître les travaux des scientifiques et de mieux faire comprendre leur intérêt. Les grands instituts scientifiques l’ont bien assimilé et ne voient plus d’un mauvais œil les entreprises de vulgarisation. Cela facilite probablement leurs financements, mais c’est surtout un retour positif vers le public, dont les impôts financent les recherches.

Je n’oublie en revanche jamais de garder un pied dans la science. Je parle toujours de science, mais de manière aimable. En montrant bien ce qui est de la science et ce qui ne l’est pas. En traçant ces limites, ça me permet de faire un peu d’épistémologie, de philosophie des sciences. C’est assez rare dans un discours de vulgarisation scientifique classique.

Le fait que la science-fiction ne respecte pas les lois de la physique ne m’importe pas. Nombre d’œuvres de science-fiction deviendraient beaucoup plus ennuyeuses si elles les respectaient, certaines n’existeraient même pas !

Entretien réalisé par Adrien Monat et Louis Vitalis