Des chercheurs découvrent comment voler à la surface de la Lune

Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) parrainé par la National Aeronautics and Space Administration (NASA) des États-Unis tentent de surmonter les vols sur la Lune, qui n’a pas d’atmosphère mais a une faible gravité. Cela se fait en utilisant la charge naturelle de la Lune sous la forme d’un champ électrique qui se produit en raison de l’exposition au soleil et au plasma.
Sur la Lune, cette charge de surface est considérée comme suffisamment puissante pour soulever la poussière à plus d’un mètre au-dessus du sol. Le processus ressemble à l’électricité statique produite par la chaleur d’une règle à frotter et peut faire dresser les cheveux sur la tête.
Des ingénieurs de la NASA et d’ailleurs ont récemment proposé d’utiliser cette charge de surface naturelle pour faire léviter des planeurs avec des ailes en Mylar.
Ce matériau a naturellement la même charge que la surface d’un corps sans air. La raison en est que les surfaces avec le même champ électrique doivent se repousser, pour pouvoir décoller le planeur du sol. Mais une telle conception serait probablement limitée aux petits astéroïdes. C’est parce que les plus gros objets planétaires auront une attraction gravitationnelle plus forte.
Le drift rover de l’équipe du MIT a le potentiel de surmonter les limites de la force gravitationnelle de la Lune. Le concept, qui ressemble à une soucoupe volante de style rétro en forme de disque, utilise de minuscules faisceaux d’ions pour charger le véhicule et augmenter la charge naturelle de la surface.
L’effet global est conçu pour produire une répulsion relativement importante entre le véhicule et le sol, d’une manière qui nécessite très peu de puissance.
Dans une étude de faisabilité préliminaire, les chercheurs ont montré qu’un tel boost d’ions devrait être suffisamment puissant pour faire léviter un petit véhicule de 2 livres ou 0,9 kilogramme de la surface de la Lune ou d’un gros astéroïde comme Psyché.
“Nous avons pensé à l’utiliser comme la mission d’exploration d’astéroïdes Hayabusa lancée par l’agence spatiale japonaise”, a déclaré Oliver Jia-Richards, auteur principal de l’étude, un étudiant diplômé de la MIT School of Aeronautics and Astronautics, Oliver Jia-Richards, cité par MIT News.
Le vaisseau spatial opère autour d’un petit astéroïde et déploie un petit rover à sa surface. De même, il pense que les futures missions pourraient envoyer de petits rovers en vol stationnaire pour explorer la surface de la Lune et d’autres astéroïdes.

Style ionique
La conception du planeur de l’équipe du MIT repose sur l’utilisation de mini-amplificateurs d’ions, appelés sources d’ions liquides ioniques. Ces minuscules buses microfabriquées sont reliées à un réservoir qui contient un liquide ionique sous la forme d’un sel fondu à température ambiante. Lorsqu’une tension est appliquée, le liquide ionique sera rempli et émis sous forme de lumière à travers la buse avec une certaine force.
Le co-auteur de Jia-Richards, Paulo Lozano, et son équipe ont été les premiers à développer des propulseurs ioniques et les ont utilisés principalement pour propulser et manœuvrer physiquement de petits satellites dans l’espace. Plus récemment, Lozano a examiné des recherches montrant les effets de la dérive d’une surface chargée sur la poussière sur la Lune.
Tout en développant la conception du lanceur électrostatique pour la NASA, Lozano s’est demandé si un rover équipé d’un booster d’ions générerait suffisamment de répulsion électrostatique pour planer sur la Lune et des astéroïdes plus gros.
Pour tester l’idée, l’équipe a d’abord modélisé un petit rover en forme de disque avec un booster ionique chargeant seul le véhicule. Ils ont modélisé les propulseurs pour émettre des ions chargés négativement hors du véhicule, donnant effectivement au véhicule une charge positive, similaire à la surface chargée positivement de la Lune.
Cependant, il a été constaté que cela n’était pas suffisant pour soulever le véhicule du sol. « Ensuite, nous avons pensé : et si nous transférions notre propre charge à la surface pour compléter la charge naturelle ? » dit Lozano.
En dirigeant les propulseurs supplémentaires vers le sol et en émettant des ions positifs pour amplifier la charge de surface, les poussées peuvent générer une plus grande force pour que l’avion vole. Après avoir construit un modèle mathématique simple, ils ont déclaré qu’en principe cela pouvait fonctionner.
Sur la base de ce modèle simple, l’équipe a estimé que le minuscule rover, pesant environ deux livres, pourrait atteindre une lévitation à environ un centimètre du sol, sur un gros astéroïde comme Psyché, en utilisant une source d’ions de 10 kilovolts. Pendant ce temps, obtenir la même altitude pour une application sur la Lune nécessite 50 kilovolts.
“Ce type de conception ionique utilise très peu d’énergie pour générer beaucoup de tension”, explique Lozano. “La puissance requise est si petite que vous pouvez le faire presque gratuitement”, a-t-il poursuivi.
Pour s’assurer que le modèle représente ce qui pourrait se produire dans un environnement réel dans l’espace, ils ont exécuté un scénario simple dans le laboratoire de Lozano. Les chercheurs ont construit un petit véhicule d’essai hexagonal qui pèse environ 60 grammes et a environ la taille de la paume d’une personne.
Ils ont installé un booster d’ions pointant vers le haut et quatre pointant vers le bas. Les propulseurs sont suspendus au véhicule sur une surface en aluminium à partir de deux ressorts calibrés pour contrer la force de gravité terrestre. L’ensemble de l’installation est placé dans le vide pour simuler un environnement sans air sur la Lune et les astéroïdes.
Les chercheurs ont appliqué diverses tensions aux propulseurs et mesuré la force résultante, puis calculé la hauteur que l’avion pouvait soulever. Dans leurs expériences, ils ont trouvé une correspondance avec les prédictions du même scénario du modèle. Cela donne confiance que les prédictions d’un rover sur l’astéroïde Psyché et la Lune sont réalistes.
Mais Jia-Richards a déclaré que le modèle devait être révisé, car il ne tenait pas compte du comportement des ions émis à des altitudes plus élevées. “En principe, avec une meilleure modélisation, nous pouvons monter à des altitudes beaucoup plus élevées”, a-t-il déclaré.
À cet égard, Lozano a déclaré que les futures missions sur la lune et les astéroïdes pourraient déployer des rovers utilisant des boosters ioniques pour le vol stationnaire et les manœuvres. Dans l’état de la surface inégale de la Lune et des astéroïdes, cela peut encore être fait. salut/I-1


Éditeur : Ilham Sudrajat

Écrivain : Haryo Brono

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