La propulsion photonique est une méthode de propulsion spatiale qui utilise la pression exercée par les photons (particules de lumière) pour déplacer un engin spatial.

Voici une explication détaillée de son fonctionnement et de ses applications :

Principe de fonctionnement

• Les photons ont une quantité de mouvement : bien qu’ils soient sans masse au repos, les photons transportent de l’énergie et une impulsion. Lorsqu’ils sont réfléchis ou absorbés par une surface, ils exercent une pression de radiation.
  
  
• Cette pression est minuscule, mais dans le vide spatial, elle peut s’accumuler sur de longues périodes et produire une accélération significative.
  
  
• Exemple classique : une voile solaire, qui capte les photons du Soleil. Ces photons rebondissent sur la voile et la poussent progressivement, comme le vent sur une voile de bateau u3p.net espace.sciences.narkive.fr.

Sources de photons

• Le Soleil : source naturelle et gratuite de photons, utilisée dans les voiles solaires.
  
  
• Lasers terrestres ou embarqués : dans des concepts plus avancés, des faisceaux laser pourraient être dirigés vers une voile pour fournir une poussée continue.
  
  
• Antimatière : certains projets théoriques envisagent de produire des photons via des réactions entre matière et antimatière vitrinelinguistique.oqlf.gouv.qc.ca.

Avantages

• Pas besoin de carburant embarqué : contrairement aux fusées chimiques, la propulsion photonique peut fonctionner sans emporter de propergol.
  
  
• Durée de propulsion illimitée : tant que la source de photons est disponible, la poussée continue.
  
  
• Idéal pour les missions interstellaires : faible mais constante accélération sur de longues distances.

⚠️ Limites et défis

• Poussée très faible : à proximité de la Terre, la pression photonique est de l’ordre de quelques micro-newtons par mètre carré u3p.net.
  
  
• Technologie encore expérimentale : bien que des prototypes comme IKAROS (Japon) aient été testés, les voiles solaires et les lasers propulsifs sont encore en développement.
  
  
• Orientation et stabilité : maintenir la voile correctement orientée et stable dans l’espace est complexe.

Applications futures

• Missions vers Mars ou des astéroïdes
  
  
• Exploration interstellaire (ex. projet Breakthrough Starshot)
  
  
• Satellites à longue durée de vie sans carburant

Voici des projets concrets et vidéos captivantes qui illustrent la propulsion photonique, 
une technologie en plein essor pour l’exploration spatiale sans carburant.

Projets actuels de propulsion photonique

1. Caltech – Trampolines de lumière

   • Des chercheurs du Caltech testent des membranes ultra-fines qui oscillent sous l’effet de lasers, simulant des « trampolines de lumière ». Cette technologie pourrait propulser des sondes vers d’autres étoiles sans carburant fr.futuroprossimo.it.

2. NASA – Voile solaire de 80 m²

   • En 2024, la NASA a lancé une voile solaire de 80 m² dans le cadre du projet Advanced Composite Solar Sail System (ACS3). L’objectif : tester le contrôle de trajectoire par pression photonique à 1 000 km d’altitude Sciencepost.

3. Projet Breakthrough Starshot

   • Bien que non encore lancé, ce projet vise à envoyer des micro-sondes vers Alpha Centauri à 20 % de la vitesse de la lumière, propulsées par des lasers terrestres. Il s’agit de l’un des concepts les plus ambitieux de propulsion photonique.

 Vidéos explicatives et démonstratives

1. Gama : cette start-up FRANÇAISE voyage avec une VOILE ...
   Cette vidéo présente la startup française Gama et son lancement de voile solaire via la mission Transporter 6. Elle explore aussi les projets internationaux comme IKAROS et les perspectives vers Mars.

2. Les voiles solaires, futur de la propulsion spatiale | Guy ...
   Des étudiants de l’IPSA expliquent les principes de la propulsion photonique et partagent leur projet académique sur les voiles solaires, avec une approche pédagogique et technique.

3. Photonic Propulsion: Mars in 3 Days?
   Une vidéo SciShow qui explore les concepts de voiles laser, les défis techniques, et comment cette technologie pourrait théoriquement permettre d’atteindre Mars en quelques jours.

4. La photonique, enjeux et opportunités François Balembois
   Une conférence sur les applications de la photonique, incluant la propulsion, les télécommunications et les lasers, avec une perspective scientifique approfondie.

5. C0.1 - De l'optique à la photonique - comment concentrer la ...
   Cette vidéo explore comment concentrer la lumière dans l’espace et le temps, un principe fondamental pour optimiser la propulsion photonique.

6. Photon Propulsion Experiment with Dr Volker de Haas
   Une démonstration expérimentale de propulsion photonique en laboratoire, illustrant comment des lasers peuvent déplacer de petits objets.

7. Photonic Laser Thruster Demo
   Une expérience de Young Bae montrant un Photonic Laser Thruster capable de déplacer un objet d’un kilo uniquement grâce à la lumière.

Source: ICI