Imaginons : nous sommes aux commandes d’une des sondes Voyagers et on voudrait se déplacer dans le système solaire. Combien de temps cela nous prendrait d’aller voir Proxima du Centaure ou notre centre galactique à la vitesse actuelle ? Et si on veut passer faire coucou aux galaxies proches de nous ?

Il y a quelques jours, nous expliquions comment les sondes Voyager de la NASA font pour communiquer avec la Terre alors qu’elles se trouvent à 20 milliards de km. Un exploit pour des vaisseaux lancés dans les années 70 avec une antenne de 3,66 mètres seulement et une alimentation de quelques centaines de watts. Pour autant, cela fonctionne, et même plutôt bien.

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Les km c’est so-terrestre, voici les années-lumière

Mais 20 milliards de km, cela représente quoi exactement ? Difficile de se rendre compte avec des nombres aussi grands. On peut comparer cette distance à la circonférence de la Terre, environ 40 000 km : cela fait donc 500 000 fois le tour de notre planète… mais ce n’est pas forcément plus parlant. 

On pourrait également utiliser une autre unité de distance, l’année-lumière ou al (avec la vitesse de la lumière à 300 000 km/s environ dans le vide). On multiplie donc une vitesse par une durée, ce qui donne bien une distance. Elle est d’un peu moins de 10 000 milliards de km pour une année-lumière. On va commencer avec des sous-multiples que sont les heures-lumière (environ 1,1 milliard de km) et jours-lumière (environ 26 milliards de km). 

Entre les sondes de la NASA et la Terre, la lumière met une vingtaine d’heures. Oui, ce n’est pas très précis – 18 h 30 avec Voyager 2 et 22 h 15 pour Voyager 1 –  mais cela permet de planter le décor et on verra par la suite qu'on n’est pas à quelques heures-lumière près, très (très) loin de là même.

À titre de comparaison, entre la Terre et le Soleil, la lumière ne met que huit minutes à faire le trajet. On dépasse l’heure avec Saturne et on arrive à 5,5 heures pour Pluton, la planète déchue de notre système Solaire.

Voyager : près de 30 000 ans pour sortir du nuage de Oort

Pour un peu mieux se rendre compte des distances et du temps, revenons au lancement des sondes Voyager, en 1977. Elles survolent ensuite Jupiter et Saturne, mais on n’est seulement alors qu’en 1981. Il faudra attendre 1986 et 1989 pour que Voyager 2 passe à proximité d’Uranus et de Neptune. Et depuis ? Rien… les sondes n'ont pas croisé le chemin d'un objet stellaire depuis plus de 30 ans, et elles ne risquent pas d’en voir un de sitôt, sauf surprise. 

Les derniers faits marquants remontent à respectivement 2013 et 2018 lorsque la NASA annonce que Voyager 1 et 2 ont dépassées l’héliopause pour entrer « dans l'espace interstellaire ». Quand sera le prochain rendez-vous ? Dans très longtemps…

Dans notre dossier sur le Système solaire, nous avons expliqué que le nuage de Oort se trouve aux confins et forme en quelque sorte une « coquille ». Les sondes Voyager en sont encore très loin.

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Le bord intérieur du nuage d’Oort est, selon la NASA, « estimé entre 2 000 et 5 000 ua [unité astronomique correspondant à la distance Terre-Soleil] du Soleil. Le bord extérieur pourrait être à 10 000 ou même 100 000 ua du Soleil », soit entre une dizaine et une trentaine de jours-lumière, alors que, pour rappel, les sondes sont à moins d’une journée-lumière de la Terre pour le moment. Quant au bord extérieur du nuage, il se trouve entre une soixantaine de jours-lumière et 1,5 année-lumière. 

À la vitesse actuelle de la sonde – environ 60 000 km/h, soit une quinzaine de km… par seconde tout de même – il faudrait environ 28 000 ans aux sondes pour sortir du nuage de Oort (en prenant environ 100 000 ua comme limite). Dans 28 000 ans, les sondes ne seront donc qu’aux portes de notre système Solaire. Elles seront alors à 15 000 000 000 000 km, contre 20 000 000 000 km actuellement (50 ans après leur lancement). 

Dans l’espace, c’est le vide qui règne en maitre. Les sondes ne sont donc pas ralenties comme cela aurait été le cas sur Terre à cause de l’air. Sauf surprise très surprenante, elles vont ainsi continuer à avancer en gardant leur cap et leur vitesse pendant encore très très longtemps. 

75 000 ans pour atteindre l’étoile Proxima

En imaginant que les sondes soient dans la bonne direction pour rendre visite à l’étoile la plus proche de nous – Proxima du système triple Alpha Centauri –, elles devraient parcourir 4,2 années-lumière. C’est presque trois fois plus que pour atteindre la limite extérieure du nuage de Oort, ce qui nous amène à 75 000 ans environ.

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Rappelons qu’il existe un projet un peu fou de « nano-vaisseaux » (pesant un gramme seulement) propulsés grâce à des rayons laser venant frapper de petites « voiles ». De 75 000 ans, on passerait ainsi à 20 ans seulement. Reste un problème : la latence des transmissions entre la sonde et la Terre. À la vitesse de la lumière (ce qu’il y a de plus rapide dans l’Univers), cela prendrait 4,2 années aller et autant pour le retour. 

De son côté, Trappist-1 qui faisait les gros titres en 2017 se trouve 10 fois plus loin que Proxima, à environ 40 années-lumière. On s’approcherait du million d’années pour qu’une sonde comme Voyager s’y rende. 

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Nous sommes ici au niveau du petit point marqué « Soleil ». Crédits : ESA

500 millions d’années pour le centre de notre galaxie

Et si on voulait pousser le voyage un peu plus loin en nous rendant simplement au centre galactique, c’est-à-dire au milieu de la Voie lactée (notre Galaxie) ? Il faudrait parcourir 28 000 années-lumière, soit 500 millions d’années, excusez du peu. Avec des approximations d’approximations certes, mais l’idée générale est là. On n’est de toute façon plus à quelques dizaines de millions d’années à ce stade. 

Et nous ne serions qu’au centre de notre galaxie. Pour rejoindre notre plus proche voisine, la galaxie naine du Sagittaire découverte en 1994, il faudrait parcourir 75 000 années-lumière, soit 2,7 fois plus que notre centre galactique. On passerait alors à 1,3 milliard d’années de temps de trajet. Cela en se basant sur les distances actuelles, qui changent forcément sur une aussi longue période. 

Vous voulez vous rendre dans une galaxie proche de la nôtre avec une sonde Voyager ? Andromède vous tend les bras à 2 500 000 d’années-lumière, ce qui nous donnerait plus de 40 milliards d’années pour nous y rendre, soit bien plus que l’age de l’Univers qui a 13,8 milliards d’années environ.

Et on ne parle ici que de galaxies à quelques millions d’années-lumière de la nôtre, imaginez pour des galaxies à des milliards d’années-lumière de la Terre, et c’est sans prendre en compte l’expansion de l’Univers.