Le projet "NS Hope"
Ci-contre la version 4 « Hope » avec Huit moteurs pivotants. Cliquer sur la page pour voir le diaporama des anciennes versions. Image Didier Groux
Au commencement;
Passionné par la vie qui pourrait exister ailleurs, l’entreprise de ce que serait un voyage interstellaire et après avoir découvert le dessin en trois dimensions, j’ai eu envie de représenter ce que pourrait être un vaisseau générationnel, avec ses limites, ses contraintes. Un vaisseau qui irait d’une planète (la terre) à une autre, et dans ce cas, sur un autre système solaire en transportant des centaines de passagers, et un écosystème relativement complet.
Ci-dessous les projets des versions 2 et 3 "Exodus". images Didier Groux
Ci-dessus la version 5 « Hope » avec ses moteurs fixes. Image Didier Groux.
Avec l’apparition de logiciels d’architecture en trois dimensions (3D), la barrière fastidieuse du dessin 2D plat disparaît, d’autant qu’on peut revenir sur ce qu’on fait facilement et soi-même découvrir en quelques secondes, des vues que l’on aurait du mal à créer, voire à imaginer, ce qui est fort intéressant pour le débutant qui s’aventure dans un projet dont il n’a qu’une vague idée.
Je n’avais en fait aucune idée de ce que je pouvais faire, en ce mois de juillet 2012, surtout que je tenais à une représentation qui tienne un peu la route. Internet offre la possibilité de se documenter d’autant que nous vivons une époque de découvertes intra et extraterrestres très prolifiques. N’ayant que des connaissances de bases je me suis heurté rapidement aux sciences pures, ce qui toutefois m’a permis de retrouver une ancienne passion, l’astronomie, et d’en découvrir d’autres et d’avoir un cadre ainsi délimité, ce qui est assez pratique, du moins je le croyais.
J’ai commencé à dessiner un énorme vaisseau tubulaire de trente kilomètres de long, avec des bâtiments, des maisons, des prés, comme certains illustrateurs l’on pensé avec leur vaisseau-monde, mais rapidement vu que cette énorme structure n’avait que peu de sens à être construite.
En tant que station spatiale stationnaire, une telle structure a-t-elle un sens ? En effet, l’espace est un lieu hostile, alors que si une planète l’est, y vivre serait beaucoup plus facile car on peut récupérer des matériaux, des gaz et donc construire, se chauffer etc. Dans une construction souterraine on est à l’abri de radiations pour peu de frais et la fuite d’air n’est pas forcément dramatique. D’autre part, une planète a une pesanteur qui est d’un coût nul, alors qu’un cylindre géant doit avoir un mouvement de rotation coûteux, voire dangereux, car il me semble qu’un équilibre des masses brisé entraînerai une catastrophe immédiate. L’autarcie d’un tel système semble délicate à réaliser et engendrerai plus vraisemblablement une dépendance en éléments de base avec des va et vient continuels d’approvisionnement.
En tant que vaisseau spatial ? Vouloir recréer un environnement visuel ressemblant à celui qu’on a sur terre n’a pas de sens. (immeubles, champs, rivières). La présence d’air sur terre est un fait, pas dans l’espace, ou il faut entretenir, régénérer, voire créer cet élément, la moindre perte serait une catastrophe. L’obligation à compartimenter géométriquement est donc nécessaire en équilibrant les masses inertes et mouvantes,, d’autre part l’occasion est trop tentante pour ne pas inventer de nouveaux espaces architecturaux économes en espace. Si un substrat (terre, humus) est amené dans l’espace ce ne sera que pour entretenir des bactéries et non pour créer un décor campagnard ! A l’ère de la culture hors-sols ou l’on peut multiplier les surfaces cultivables très facilement, il est impensable de faire comme sur terre. L’autarcie est dans ce cas indispensable et alourdie par le facteur « énergie » si l’on évolue entre deux systèmes solaires. Le temps très long d’un voyage interstellaire n’impliquera que quelques centaines ou quelques milliers de passagers qui seront maintenu dans un état de vie ralentie.
Mes recherches me menaient ou je ne voulais pas aller ; l’arche immense diminuait drastiquement de volume et y vivre devenait gageure certaine !
Je laissais a regrets une image vieillotte qui toutefois pouvait être modernisée et devait l’être, mais comment rendre un espace, à la fois agréable et sécurisé, en limitant les surfaces pour diminuer les couts déjà importants a la création d'une seule station spatiale ?
Mon espoir à vouloir représenter une masse gigantesque filant à toute vitesse dans l’espace avec des dizaines de milliers de passagers s’adonnant à de multiples activités fut déçue par les exigences imposées par l’univers lui-même, mais aussi par les exigences humaines. La première page des « développements » a remis de l’ordre dans mes idées ; mon univers de science-fiction c’est écroulé, cependant un autre est né beaucoup plus complexe et beaucoup plus intéressant, voire passionnant. J’avais oublié comme l’univers est immense et je découvrais (grâce à Internet) que voyager dans l’espace interstellaire ne se résume pas à inventer de formidables propulseurs.
L'espace de vie ;
Si en science-fiction la gravité va de soi, dans la réalité de l’espace, ce n’est pas pareil. Cette gravité semble nécessaire à la bonne tenue d’un corps vivant venant de la terre et si un moment j’ai eu l’espoir qu’un jour la science permettrait de créer une gravité artificielle, je fus vite déçu car cela demandera beaucoup d’énergie en soumettant les corps à des environnements qu’ils ne pourraient peut-être pas supporter et je gardais cette idée de gravitation par rotation d’un ensemble cylindrique. La seconde version était née, avec son espace habitable réduit au kilomètre de long avec son sol flanqué de bâtiments classiques, placés sur le parcours de rues rectilignes, le tout avec vue panoramique sur la paroi opposée du cylindre, perspective fort intéressante, mais encore liée à la représentation d’un tore entier a espace démesuré et surtout inutile.
Je pensais encore à d’immenses salles débouchant sur d’immenses espaces libres, qui devraient en fait être plus utiles que brasser de l’air, avec par exemple, une multitude de réservoirs divers. Il reste bien vrai qu’un certain volume d’espace libre soit nécessaire pour le bien-être des passagers, ainsi sur ce type de projet, les espaces ne doivent pas ressembler à ceux qu’on trouve à l’intérieur des sous-marins, mais quelle est la juste portion d’espace nécessaire au bien-être d’un seul individu ?
C’est en ajoutant une cave, un étage de 3,50 mètres aux bâtiments, que la solution s’imposa d’elle-même avec la perspective des multiplications des surfaces permettant par exemple, à des logements de se situer sur une usine. Dès lors la complexité architecturale devint extraordinaire et augmenta à chaque étage ajouté, en multipliant les mètres carrés de surface. Les espaces immenses disparurent et se limitèrent a un « horizon » de quelques mètres, ce qui me déplut car l’impression de ne plus en avoir une image générale disparue avec ce qui était désormais rendu à l’échelle des kilomètres carrés bien remplis, sans rues ni places publiques, ni pâtés de maisons, ni ciel. Je résistais encore à passer au sixième étage, pour garder de cet espace terrestre qui me semblait indispensable et relu mes notes. Le très long voyage ne permettra pas de vivre comme sur terre à bord et imposera des périodes de sommeil très longues lors de dizaines d’années cumulées, alors garder de grandes perspectives ne sert plus aux dormeurs que seront les voyageurs interstellaires.
L’espace de vie de 1000 mètres de long, avait 28 étages avec un diamètre extérieur de 1000 mètres et était maintenant un ensemble tubulaire évidé en son centre, tournant autour d’un axe fantôme. La troisième version était née et configurait définitivement les versions à venir, je la nommais "Exodus".
Pesanteur première force ;
L’effet de pesanteur par rotation d’un ensemble cylindrique va en diminuant en direction du centre de rotation et donc n’a pas la même force selon qu’on en est plus ou moins éloigné, ainsi il me sembla que pour éviter les inconforts de diverses gravitations, qu’une limite de différence était nécessaire.
Version quatre et ultérieures: A cette étape, un simple calcul des surfaces obtenues (qui étaient démesurées), me fit penser qu’on pouvait faire beaucoup plus court et moins haut. Ainsi, pour ne pas aller à la taille minimale de confort (448 mètres de diamètre environ), j’ai opté pour un diamètre de 511 mètres au plancher usité le plus bas, diamètre qui est, à sept étages plus haut, de presque 466 mètres au plancher usité, la coque intérieure. La différence sous pesanteur rotative de station spatiale est ainsi de 22,60 mètres.
Le rendu photo, montre un ensemble circulaire au plancher 511, assez supportable à vivre avec un horizon maximal de 26 mètres dans l’épaisseur du cylindre si l’on a la tête plaquée au sol ou à la paroi, (en l’absence de planchers supérieurs, poutres, cloisons, escaliers, conduits) et qui est de 84 mètres environ dans la structure circulaire de 3,50 mètres, (un étage entier souvent réduit à 2,5 mètres sauf dans les coursives) et est de 15 mètres qui sont l'épaisseur d’un module étanche sous les mèmes conditions d’encombrements. Les angles de vues sont très réduits pour les horizons les plus lointains exception faite des hublots de coque bien entendu; les décorateurs du futur devront œuvrer à rendre fictivement plus vaste ce genre d’ensemble. L’ensemble (version 5), était long de 310 mètres et offrait environ 286 hectares de surface (2,86 kilomètres carrés), une surface utile avec plafonds à 3,50 mètres.
L’ensemble se représentait comme un immeuble rond, haut comme la tour Eiffel, d’un diamètre de 512 mètres et d’une épaisseur de 27. Ci-dessous l'espace habitable monté sur les version 4 et 5 ; Image Didier Groux.
L’architecture à l’intérieur d’un cylindre est relativement aisée a représenter avec de grands espaces ; on peut tricher à l’échelle humaine avec de grands cubes par exemple, ou la jonction serait utilisée par des voies d’accès sans plafond, mais a une échelle plus modeste c’est perdre une place, certes réduite, mais multiplié de milliers de volumes étroits et peu pratiques, surtout avec plusieurs étages ou il faut renouveler l’opération. Je résolus de supprimer ces espaces, ce qui me permit d’obtenir directement des salles, toutefois leur forme est assez singulière.
A l’image j’avais à présent de salles aux murs non parallèles ou le plancher est plus grand que le plafond, cependant apparaissait l’infrastructure, le squelette du vaisseau en quelques poutres dessinées.
Un vaisseau de ce type est de dimensions importantes et l’assembler sur terre est impossible si on veut l’envoyer dans l’espace, du fait de son poids. Cela ne se fera que dans l’espace et cela sera long. Le vaisseau sera une station ou il serait bon de créer une pesanteur artificielle, le temps d’assembler les pièces, probablement des dizaines d’années. A l’arrivée, comme il n’est pas question de poser au sol l’énorme engin et que débarquer demande du temps, le vaisseau ne sera plus que ce qu’il a été au départ ; une station spatiale. Certains matériaux pourraient servir sur la planète d’arrivée car je doute de la possibilité de retour d’une machine soumise à des contraintes sévères sur une longue période.
Seconde force de pesanteur ;
L’immensité de l’univers impose de voyager rapidement. Pour ma part de fiction j’ai choisi un maximum de deux-cent mille kilomètres à la seconde, deux tiers de la vitesse de la lumière, ce qui est une prouesse qu’il sera très difficile à atteindre, mais fiction oblige à imaginer le futur.
Cette vitesse, qui devra être en progression constante, crée de par son augmentation permanente une autre pesanteur a bord du vaisseau. Cette pesanteur que j’ai nommée « de voyage » par commodité, est créée par les propulseurs et serait de l’ordre de 0,5 G. Elle n'est pas comparable à la pesanteur crée par rotation qui est semblable à à la pesanteur terrestre (1G) qui fait se déplacer un corps à 9,807 m/s vers le centre de la Terre, force que j’ai nommé « de station spatiale ». La pesanteur de voyage transforme plafonds et planchers en cloisons. La difficulté architecturale m’a semblé insurmontable, mais j’ai tenté le dessin d’un ensemble simple, que j’ai fait pivoter et j’ai eu la surprise de constater qu’il était possible de concevoir une telle architecture. Plus tard j’ai trouvé qu’un escalier pivotant est une possibilité et encore après, qu’un escalier léger peut-être déplacé et repositionné ailleurs si l’on prévoit les emplacements adéquate ou encore des grilles, panneaux et ustensiles divers. Plus de photos en page 4.
Notes ; La pesanteur a bord, de quelque grandeurs quelle soit n’est pas identique à la pesanteur terrestre qui a dans les détails sa spécificité propre.
Ci-dessous prise de vue au même endroit, mais sous des forces de pesanteurs différentes, au plancher 511 qui est en bas, puis à gauche ;
Images Didier Groux.
Ci-dessus; Tri des modules ou ensemble d'étages de l’espace habitable. Image Didier Groux.
Créer l’espace habitable ;
La seule façon de créer le tube évidé que l’ensemble était devenu avec ses milliers de salles et coursives fut de le diviser en modules que je divisais encore en quarts.
Cet ensemble circulaire, le quart de module, un quart de cercle, fut le premier bloc d’ensemble du vaisseau que je compartimentais en étages et sections précises au centimètre près, avec poutres d’assemblage. J’obtenais ainsi un squelette interne complet de dimensions finies, que j’appris à manipuler dans tout sens, ce qui était pour moi une des découvertes du logiciel, découverte qui me permettait de visualiser l’ensemble en ajustant les quarts entre eux pour former un cercle, cercle que j’ajoutais aux autres.
Je pouvais aussi encore diviser et créer d’autres modules différents, toutefois j’aurais atteint les limites du logiciel déjà réticent à la seule manipulation d’un module avec cloisons, portes et pièces.
Je renonçais donc a visualiser les milliers de salles, à l’exception du squelette, mais je comprenais mieux cette structure qui apparaissait avec mes quatre bonshommes témoins tête-bêche qui en regardant vers le haut voyait la tête de l’autre et non ses pieds. Avec le logiciel j’avais vaincu cette pesanteur plate, étalée en une seule surface et qui est le trait caractéristique des représentations de vaisseaux spatiaux. J’eus mieux conscience de cette pesanteur de station, crée dans un objet tournant et qui de ce fait doit être délicate à supporter suivant un déplacement dans le sens de rotation ou l’inverse, sans parler des déplacements vers le haut ou le bas avec ses variances. Il restait à insérer cet ensemble tournant dans l’ensemble extérieur qui fixe les moteurs, réservoirs et le bouclier avant et que je créais avec les mèmes procédures.
Apprendre ;
Les progrès furent longs et je dus apprendre à mieux connaitre le logiciel, faute de quoi j’étais près de l’abandon. La faute est mienne car je voulais arriver au plus vite a un résultat et j’écartais les étapes de la connaissance, malgré mes erreurs, des erreurs qui ne me permettaient plus de continuer dans la complexité du projet. Ensuite, je dus connaitre les limites de ce logiciel gratuit, mais bridé. Ce n’est qu’après l’acquis de ces connaissances que j’appris les astuces nécessaires au maniement des parties bien spéciales du vaisseau, qui ainsi naissait sous les coups de souris, sans que je puisse imaginer avant, le résultat précis. Je découvrais petit à petit ce que jamais je n’avais pu imaginer et que surtout je n’étais plus maitre de la situation ; en effet un simple tuyau par exemple, ne va pas forcément s’adapter à l’ensemble contiguë que je lui destine. Forcé, j’appris méthode et patience pour en arriver au premier rendu d’image qui ne laisse place qu’aux erreurs minimes. Avec les rendus d’images apparait ce qu’on ne peut imaginer et qui devient réel et vrai découverte. Pressé de résultat, je commettais la même erreur en utilisant le logiciel de rendu d'images. Une fois de plus je dus connaitre mieux le logiciel et ses limites, mais les résultats étaient bien au-delà de mes espérances, cependant je dû faire un travail de classements, de tri, de repérage, qui a été long et laborieux, mais absolument nécessaire.
Je fus surpris de ces résultats qui ne ressemblait pas à ce que j’imaginais, voire ce que je désirais, mais ils étaient là, avec les lumières et couleurs que j’avais choisi. Le vaisseau interplanétaire renommé « Hope » était né.
Apparence générale ;
A ce stade (version 4) l’apparence du vaisseau était celle d’un tube creux, aux épaisses parois, la zone de vie ou zone d’habitabilité, flanqué de huit moteurs pivotant pour pousser et freiner l’ensemble. Longueur minimale de l'engin; 1550 mètres, réservoirs d’eau et d’oxygène situés entre propulseurs et surface habitable, ensemble indépendant du corps d’ensemble de fixation des moteurs et qui tourne à l’intérieur de celui-ci, les moteurs étant placés le plus loin possible de toute vie biologique. A l’avant un énorme bouclier, suivi d’appareillages a taille d’usines et une centrale nucléaire, le tout faisait partie du cerclage lié aux moteurs et donc formait une sorte de squelette externe, configuration qui sera définitive sur les versions ultérieures.
J’avais enfin un aperçu entier du vaisseau.
Un vaisseau spatial interstellaire accélère et freine ensuite pour rester en orbite une fois arrivé, mais dans l’espace, couper les moteurs ne suffit pas. Dans un premier temps j’ai imaginé des moteurs pivotant pour inverser la poussée, la pleine puissance étant la seule à pouvoir ralentir l’énorme vaisseau, mais l’architecture intérieure du vaisseau s’en trouvait modifié par l’inversion plafonds qui deviennent planchers et planchers qui deviennent plafonds, de quoi perdre la tête ! Par ailleurs, il n’est probablement pas possible de faire pivoter un ou plusieurs propulseurs qui pourraient de surcroit faire partie intégrante du vaisseau de par leurs dimensions.
La solution (version 5 et 6) est le retournement du vaisseau, unique manœuvre complexe qui impose de savoir exactement où l’on va, mais qui ne change la pesanteur qu’en cours de manœuvre. Le retournement impose des boucliers arrière.
D’après ce que je pense avoir compris, une pesanteur identique à celle de la terre (1G), n’est pas possible à créer par poussée d’un (ou plusieurs) propulseurs et donc sera inférieure à celle-ci. Une pesanteur de poussée se crée continuellement, secondes par secondes, la vitesse du vaisseau augmentant toujours pour arriver à son maximum.
Il semble certain que le voyage interstellaire prendra un temps très long à se faire, si long, qu’une vie humaine en serait par trop amputée. Allonger la durés de vie ne servirait pas à vivre continument, simplement du fait qu’un être vivant a besoin de se nourrir en nutriment, mais aussi en eau et en air, ce qui pour des dizaines d’années de voyage, représente une masse de réserve trop importante à embarquer. Il sera nécessaire de plonger les passagers dans des modes de vie ralentis, en biostase, ou hibernation, par exemples. Lors de ces états, créer une force de gravitation est possible par simple rotation (en petite centrifugeuse), toutefois l’état d’éveil imposera des entrainements constants.
Le « Hope » est devenu un dortoir.
Le recyclage des « consommés » sera indispensable. Hope est un ensemble clos qui fonctionne en recyclage permanent. L’expérience « Biosphère » a prouvé la difficulté de maintenir un écosystème clos sans défaillance, ce maintien doit être de la routine à bord, ce dont on est loin de pouvoir faire. La possibilité de récupérer des éléments dans l’espace interstellaire est délicate, mais pas impossible et très minime ; je n’ai pas retenu cette possibilité.
Abandonner l’idée des moteurs pivotant, m’a obligé à construire un bouclier arrière percé des huit emplacements de sortie de tuyères et j’ai ensuite découvert qu’à des vitesses inouïs un simple caillou provoquerait des énergies très destructrices, ce qui rend le bouclier classique seulement utile à l’abrasion d’infimes particules ; un revêtement supplémentaire sur parois suffit. Le problème des gros morceaux reste, mais on peut imaginer un champ magnétique détournant ces objets.
