Laser spatial
Par quelle magie entend-t-on et voit-on un rayon laser dans l'espace ?
Pourquoi est-il si lent ? Et pourquoi va-t-il si droit ?
Ça m'énerve !
Nous avons tous pris l'habitude de voir des tirs de laser dans les films de science-fiction, de diverses couleurs, allant tout droit vers l'adversaire qui, parfois, a même le temps de le voir et de l'éviter, avec bruitage (piou ! piou !) et même gros bruit d'explosion. Ne niez pas.
Eh bien ça m'énerve car ça ne se peut pas. Mais bon, comme je suis bon spectateur, je regarde tout ça avec ravissement.
Pas de bruit dans l'espace
Pour rappel, j'ai déjà râlé dans d'autres pages, dans le vide, le son —vibration des molécules d'air sur Terre— n'existe pas.
Laser invisible
Si vous voyez un rayon laser, ou d'ailleurs n'importe quel rayon lumineux, alors c'est que vous l'avez reçu dans l'œil et là, ce n'est pas bon du tout, ou alors qu'une partie des photons a été déviée dans votre direction.
On peut rendre visible la trajectoire d'un rayon lumineux à l'aide de molécules qui dévieront des photons, ça se fait souvent avec du brouillard ou de la fumée.
Alors dans le vide, où il n'y a rien, aucune dispersion n'est possible, et on ne verra rien du tout.
Laser lent
Il va finir par l'avoir !
Les photons du laser se déplacent à la vitesse lumière, et sur des distances aussi courtes, le parcours paraitra instantané à n'importe quelle être humain ou alien de circonstance.
Laser inefficace
Un tir laser ne se verra pas (circulez, il n'y a rien à voir), à part un éventuel impact de chaleur sur la cible, qui, pour se protéger, pourra utiliser un bête miroir pour dévier le rayon 😅
De plus, ça mettra du temps à chauffer la cible (c'est tout ce que ça sait faire), surtout si elle est grosse. Même en mettant le paquet sur la source laser, le moindre blindage sur la cible absorbera l'énergie, et de là à faire un trou, il y a de la marge.
En réalité, si on devait s'impliquer dans une bataille spatiale, on utiliserait des armes à projectiles genre mitraillettes, canons, obus... Éventuellement du plasma, mais ça n'est pas si facile à produire. En tout cas, de la matière sera projetée.
Et on ne verra pas la trajectoire des balles, sauf si on met un dispositif spécial d'émission de lumière dans la balle, comme c'est fait avec les balles dites traçantes. Donc de la matière en plus des photons.
Maintenant vous savez ce que les auteurs de film ont tenté de reproduire.
Mais il faut reconnaitre que ces tirs laser à l'écran égayent beaucoup les scènes de combat. Imaginez la scène sans ces trajectoires, avec la cible qui explose sans raison évidente...
Le plus efficace pour les combats spatiaux serait de provoquer une IEM —une impulsion électromagnétique— qui dézinguera toute électronique à portée en provoquant des surtensions destructrices pour les transistors élémentaires. Ça se fait facilement avec une bombe atomique. Il faudra des blindages vraiment sérieux pour réaliser des cages de Faraday dignes de ce nom.
Vraiment rectiligne ?
Diffraction
La mécanique quantique et l'optique indiquent qu'un faisceau de lumière présentera une divergence liée à la diffraction, qui est provoquée par la taille forcément limitée de la source, et qui vaut en première approximation (notez que c'est plus compliqué qu'il n'y parait) :
où λ est la longueur d'onde de la lumière, et D le diamètre de la source.
Un laser hélium-néon de 2 mm de diamètre à 633 nm diverge d'environ 0,3 milliradian, soit 30 cm après 1 km. La source est constituée de 2 miroirs, de la lumière s'échappant par un trou (de 2 mm ici).
C'est pareil lorsque vous éclairez une fente avec une lumière monochromatique plane : la fente devient une source multiple d'ondes électromagnétiques sphériques, ce qui provoque des interférences.
Taille de la source
Notez la présence de la lentille convergente, réglable par vis.
Tom Zagwodzki/Goddard Space Flight Center
À présent, vous pourrez la ramener la prochaine fois que vous verrez une bataille spatiale au cinéma 😏 😎