Les voiles solaires pourraient guider les voyages interplanétaires, selon une nouvelle étude

Les voyages dans l’espace nous ont amenés chez notre voisin immédiat, la lune, et dans les profondeurs de notre plus grande communauté solaire habitée par des géants tels que Saturne et Jupiter.

En 1982, Voyager 2 a dépassé Uranus plus près que tout autre vaisseau spatial depuis, et navigue maintenant – 46 ans après son lancement – à travers la constellation de Pavo, à quelque 179 années-lumière de la Terre.

Mais il y a eu peu de missions satellites comparables ces dernières années. Le coût est le principal obstacle, mais le délai est également un facteur. La conception de tels longs voyages prend des années à calculer, et la planification et la construction d’un véhicule spatial prendraient environ une décennie. En tenant compte du temps qu’il faudrait à un satellite pour atteindre des cibles éloignées, notre prochain coup d’œil dans les étoiles n’arrivera probablement pas de sitôt.

Une équipe de scientifiques dirigée par Slava Turyshev du Jet Propulsion Laboratory du California Institute of Technology, qui a lancé les satellites Voyager en 1977, est impatiente de remettre l’exploration spatiale sur les rails. L’équipe propose un nouveau moyen de transport qui pourrait nous amener vers les étoiles plus rapidement et à moindre coût.

Dans un article publié le arXiv serveur de préimpression, Turyshev et plus de deux douzaines de collègues chercheurs des États-Unis et d’Europe ont proposé de fusionner des unités satellites miniatures avec un processus d’énergie solaire qui créerait un mode de déplacement rapide, peu coûteux et léger.

La voile solaire est un processus par lequel la pression générée par le rayonnement solaire est exploitée pour la propulsion. Les innovations récentes de cette technologie ont été démontrées lors d’une mission réussie financée par la foule en 2019 entreprise par le projet LightSail-2 de la Planetary Society.

Les chercheurs expliquent: “Les voiles solaires obtiennent une poussée en utilisant des matériaux légers et hautement réfléchissants qui réfléchissent la lumière du soleil pour propulser un vaisseau spatial dans l’espace. La pression continue des photons du soleil fournit une poussée, éliminant ainsi le besoin de propulseurs lourds et consommables utilisés par embarquer des systèmes de propulsion chimiques et électriques, qui limitent la durée de vie des missions et les lieux d’observation.”

Ils disent que les voiles sont beaucoup moins chères que les équipements lourds actuellement utilisés pour la propulsion, et que la pression continue des photons solaires du soleil rend la poussée disponible pour un large éventail de manœuvres de véhicules, telles que le vol stationnaire ou les changements rapides de plan orbital.

Les voiles solaires et la miniaturisation “ont progressé au cours de la dernière décennie au point de permettre à des missions inspirantes et abordables d’atteindre plus loin et plus rapidement, profondément dans les régions extérieures de notre système solaire”, indique le rapport.

Les chercheurs appellent la fusion de ces deux technologies le Sundiver Concept.

« Des voiliers rapides, rentables et maniables qui peuvent voyager en dehors du plan écliptique ouvrent de nouvelles opportunités pour l’exploration abordable du système solaire », indique le rapport, « avec de grandes promesses pour l’héliophysique, la science planétaire et l’astrophysique ».

Avec une maniabilité améliorée, le vaisseau spatial peut facilement livrer de petites charges utiles vers plusieurs destinations si nécessaire, et peut s’amarrer avec des engins modulaires connexes. La dépendance vis-à-vis du soleil et la miniaturisation du porte-avions, qui ne nécessite aucun site de lancement dédié, s’avéreront d’importantes économies de coûts, ajoutent les chercheurs : “Une raison importante des coûts élevés est notre [current] dépendance à l’égard d’une propulsion chimique lente et coûteuse, fonctionnant aux limites de ses capacités, rendant effectivement le paradigme actuel d’exploration du système solaire insoutenable. Une nouvelle approche est nécessaire.”

Le site Web Universe Today a observé cette semaine qu’avec le soutien du projet de la NASA, dans quelques années, nous pourrions “commencer à voir une flotte de sondes solaires à voile ultra-rapides se faufiler dans tout le système solaire. Ce serait tout un spectacle”.