Majestueux, spectaculaire et surprenant. Voilà quelques-uns des superlatifs qui vous ont peut-être traversé l’esprit en découvrant cet immense anneau dans la série Star Wars, le Livre de Boba Fett.
Au commencement, il y avait la Sphère de Dyson
L’idée germe tout d’abord dans la tête du physicien John Desmond Bernal. Il décrit dans son livre un habitat pour la colonisation
spatiale. C’est ce que l’on qualifiera par la suite de « sphère de Bernal ». Il s’agit d’une sphère d’1,6 km de diamètre, en rotation, remplie d’air et dans laquelle on fabrique un sol permettant l’agriculture. Plusieurs zones sont consacrées aux habitations qui peuvent accueillir jusqu’à 30 000 personnes.
Olaf Stapledon, écrivain de science-fiction, reprend et adapte cette idée dans son roman Créateur d’étoiles de 1937. Il imagine comment des « pièges de lumières » immenses sont capables d’encercler une étoile entière. Le premier globe servirait à capturer la majeure partie de l’énergie solaire de l’étoile, les suivants serviraient d’habitats. Un autre écrivain, Raymond Z. Gallun, explique comment l’Humanité construit des anneaux de colonisation à partir du démantèlement de planètes entières. Ces anneaux seraient en orbite du soleil.
Le physicien Freeman Dyson reprend les idées de Stapledon et de Gallun à son compte en partant du principe qu’elles sont réalisables par des civilisations avancées. Il s’inspire également des travaux en cours de Nikolaï Kardachev, qui décrit les besoins énergétiques d’une civilisation qui traverserait les Âges sans s’éteindre.
En 1960, Dyson explique dans un article pour la revue Science qu’une civilisation extraterrestre pourrait avoir une avance technologique considérable par rapport aux Terriens. Il serait donc possible d’observer les traces de leur technologie avec un télescope. Dyson estime qu’une civilisation vivant dans un système semblable à celui du système solaire utiliserait une planète comme Jupiter pour construire cette sphère. Toujours en comparaison avec notre système solaire, le globe enfermant l’étoile aurait sa paroi (de 3 mètres d’épaisseur) après l’orbite de Mars. Cette taille colossale nécessiterait l’apport en matières premières de toute une planète : dans ce cas précis ce serait Jupiter qui serait recyclée !
L'échelle de Kardachev
Quatre ans plus tard, l’astronome Nikolaï Kardachev dévoile « l’échelle des civilisations galactiques ». Il s’est à son tour inspiré de l’article de Dyson pour enrichir ses travaux. Le principe est d’illustrer les progrès techniques d’une civilisation par une demande croissante en énergie. Kardachev résume ses recherches de la manière suivante :
- Une civilisation de type 1 (K1 = échelle de Kardachev de type 1) est capable d’utiliser toute la puissance énergétique de sa planète. C’est-à-dire toutes les énergies que l’on exploite à l’heure actuelle (renouvelables et non renouvelables). On doit y ajouter la maitrise des énergies balbutiantes (en 2022) comme, par exemple, l’exploitation des forces marémotrices, les tours et les panneaux solaires, la géothermie et la biomasse. Enfin, l’Humanité devra apprendre à exploiter la puissance des volcans, celle de la foudre et celle des cyclones.
- Une civilisation K2 est capable d’utiliser toute la puissance de son étoile qu’elle parvient à capter (typiquement avec une sphère de Dyson). Une civilisation K2 occupe plusieurs planètes de son système solaire et elle consomme 1 milliard de fois plus d’énergie qu’une civilisation K1. Son influence est palpable et elle pourrait être détectable à l’aide des télescopes spécialisés dans la chasse aux exoplanètes et dans l’étude des étoiles.
Une civilisation K3 puise dans les ressources d’une galaxie entière. C’est une civilisation K2 à l’échelle galactique. On considère alors qu’elle est capable de se déplacer d’une étoile à une autre. Dans ce type de civilisation, des sphères de Dyson sont placées autour de toutes les étoiles et ces étoiles peuvent même être modifiées ou déplacées. La civilisation K3 consomme 10 milliards de fois plus d’énergie qu’une K2.
Carl Sagan ajoute sa pierre à l’édifice en proposant d’autres types de civilisations :
- Une civilisation K4 est donc une K3 capable de s’étendre sur une multitude de galaxies. Elle capte également le rayonnement intergalactique. Une K4 maîtrise l’Univers…
- Une civilisation K5 capterait une puissance inimaginable. Elle est présentée comme capable de voyager entre tous les Univers du multivers. Sa grande sœur, la K6 maîtrise l’espace-temps…
Bien sûr, cette échelle des civilisations est théorique et imparfaite. Elle présente les progrès technologiques d’une civilisation uniquement par la consommation énergétique. Or, les premiers ordinateurs, par exemple, consommaient beaucoup d’énergie. En comparaison, la même puissance de calcul ne consomme quasiment rien aujourd’hui. Mais cette consommation réduite est pénalisée par la population actuelle : il y a en effet beaucoup plus d’appareils et donc beaucoup plus de besoins en énergie. C’est donc une notion assez vague qu’il faut affiner.
On peut également considérer qu’un vaisseau de colonisation pourrait décoller dès aujourd’hui vers une exoplanète. Rien ne l’empêche techniquement, même si le voyage prendrait des milliers d’années et serait particulièrement dangereux. En pratique, l’Humanité serait parvenue à « coloniser les étoiles » et ne serait pourtant pas de type 3… Pire, cet hypothétique vaisseau très lent pourrait se faire doubler par une réelle civilisation terrienne K3 qui aurait finit par obtenir un voyage rapide entre les étoiles. Ce n’est donc pas seulement une vision anthropocentrée, c’est également un point de vue sur le devenir d’une civilisation et le chemin qu’elle emprunte.
Malgré ses défauts, l’échelle de Kardachev a permis de poser les bases d’une réflexion et d’un dialogue entre chercheurs. Cela a donné un nouvel écho à la sphère de Dyson et l’a popularisé.
Dyson parlait de mettre la sphère en rotation afin de créer une gravité suffisante pour accueillir une surpopulation dans le futur.
Plusieurs critiques ont alors vu le jour. Une civilisation en surpopulation serait-elle vraiment poussée à créer une sphère de Dyson ? L’instabilité géopolitique qu’engendre une surpopulation ne serait-elle pas en contradiction avec un chantier de 800 ans ? Quelle technologie pour exploiter Jupiter ? Une sphère d’une telle taille, en rotation autour d’une étoile, subirait des forces tellement puissantes qu’elle serait disloquée par les pôles.
Freeman Dyson répondit à toutes ces interrogations, avec son point de vue. Sur la remarque de la dislocation, il expliqua que la sphère n’était pas d’un bloc et qu’elle pouvait être fabriquée en « essaim » de plusieurs panneaux gigantesques formant un ensemble sphérique.
L’anneau Bishop
Une des idées pour la colonisation de l’espace se présente sous forme d’anneau. Cet anneau en rotation porte le nom de l’ingénieur en aéronautique et technologie spatiale, Forrest Bishop. Il publie en 1997 cette proposition d’habitat spatial cylindrique. L’anneau Bishop ferait 1000 km de rayon sur 500 km de large. Toute la surface occupée représenterait 3 millions de km² (quasiment la taille de l’Inde). Les murs de cet anneau pourraient s’élever jusqu’à 200 km de haut ; ainsi, l’atmosphère ne pourrait pas s’échapper. Néanmoins, ce n’est pas le type d’anneau le plus connu lorsqu’on évoque ce type de mégastructures. Les très célèbres anneaux « Halo » du jeu vidéo éponyme ne se basent pas sur une version plus étroite, mais tout simplement plus grande tout en conservant une largeur similaire. Leur diamètre est en effet 10 fois plus grand (10 000 km) que l’anneau Bishop. De plus, ils orbitent généralement autour de planètes. Là encore, les terres de l’anneau font parfois la taille de pays entiers.
Dans la série Star Wars : Le Livre de Boba Fett, on peut donc apercevoir l’anneau Glavis. Il s’agit vraisemblablement d’un modèle plus grand que celui de Halo, car il semblerait qu’il entoure entièrement une étoile de petite taille.
Cependant, il diffère par l’absence de murs sur les côtés. Il est également particulièrement très étroit, ce qui paraît paradoxal. Une atmosphère est présente, mais elle est probablement retenue par une protection imaginaire comme c’est le cas sur les vaisseaux destroyers par exemple. On y distingue parfaitement des zones d’habitation et de cultures.
Sans vue d’ensemble, il est difficile de décrire les caractéristiques exactes de cet anneau. Peut-être n’est-il même pas complet.
Biosphère 2
Qu’il s’agisse d’une civilisation de type 2 ou 3, il lui faudra apprendre à concevoir un écosystème, une atmosphère, en un mot : une biosphère viable dans un environnement aussi hostile que l’espace.
Il serait donc difficile de conclure cet article sans évoquer le projet Biosphère 2.
Il s’agit d’une idée imaginée par John Allen et Edward Bass, qui créèrent pour cela la société Space Biosphere Ventures. Ce projet entré en service en 1991 avait pour but d’étudier la possibilité de vivre dans un circuit fermé. Construite dans le désert de l’Arizona, la cité futuriste ambitionnait de préparer la vie dans l’espace ainsi que la colonisation de Mars. Elle fut nommée Biosphère 2, par analogie avec la Biosphère 1, la planète Terre. Pour être isolée du sol, la structure a été conçue avec une première couche de béton, suivi d’une couche d’acier et pour finir une deuxième couche de béton. Ce sont ensuite 30 000 tonnes de terre végétale qui y ont été déposées. Quant à l’isolation de l’atmosphère, ce sont des verrières qui ont joué ce rôle.
De nombreux scientifiques promirent un désastre avant le premier coup de pelle. Une des critiques les plus virulentes fut celle-ci : « du New Age qui se fait passer pour de la science ». En effet, l’expérience n’était pas scientifique à tous les points de vue. D’ailleurs, certains des occupants, les « bionautes », n’avaient pas de qualifications scientifiques.
Les nuages limitèrent la production végétale, les pollinisateurs ne survécurent pas et une invasion de nuisibles eut lieu. Les bionautes ont fini par subir la malnutrition en raison d’une production de nourriture en dessous de leur consommation.
Des tensions divisèrent alors l’équipe en deux groupes, ceux qui respectaient les règles du projet et ceux qui eurent recours à des ravitaillements clandestins et des vivres dissimulés dans le biome. Puis l’oxygène vint à manquer, ce qui donna l’équivalent d’un air plus difficilement respirable comme celui que l’on trouve en haute altitude. Les animaux d’élevage moururent les uns après les autres. La chute d’oxygène fut ensuite expliquée par la découverte d’une « vie bactérienne intense fortement consommatrice d’oxygène ». Cette vie venait de la matière organique qui avait été enfouie dans le sol afin de le fertiliser. Il aurait alors fallu remplacer l’intégralité de la terre pour reprendre le projet dans de bonnes conditions. Devant ce désastre, la direction poursuivit l’expérience, mais avec un ravitaillement officiel en oxygène et en nourriture : c’était un échec assumé.
Même si la Biosphère 2 fut vivement critiquée, elle a également apporté des données sur ce qu’il faut éviter et les risques d’un circuit fermé. En comparaison, la planète Terre est une véritable corne d’abondance.
Biopshère 2 est une bonne leçon pour l’avenir : qu’il s’agisse d’une mégastructure ou d’un biome martien, tenter de reproduire un écosystème entier n’est pas une tâche aisée. Si ces futures colonies existent un jour, il faudra être particulièrement efficace, car pour retrouver un peu d’oxygène il ne suffira pas d’ouvrir une fenêtre …
