Des chercheurs exploitent la Relativité d'Einstein pour la navigation spatiale

Dans un effort pour résoudre le casse-tête de la navigation spatiale, une équipe de chercheurs, incluant Paul McKee de l'Institut Polytechnique Rensselaer, Hoang Nguyen et Michael Kudenov de l'Université d'État de Caroline du Nord, ainsi que John Christian du Georgia Tech, a développé une nouvelle méthode. Celle-ci, détaillée dans une publication récente dans la revue Acta Astronautica, repose sur l'utilisation d'un ensemble de trois télescopes pour mesurer la vitesse des vaisseaux spatiaux en utilisant les étoiles comme repères.


Le concept central de cette technologie est l'aberration stellaire, un phénomène décrit par la Théorie de la Relativité Spéciale. L'aberration stellaire survient lorsque la vitesse d'un observateur modifie l'apparente distance le séparant d'une étoile. Auparavant, les mesures de la vitesse spatiale s'appuyaient sur des télescopes uniques, mais cette méthode présentait des marges d'erreur importantes.

L'innovation de l'équipe réside dans l'utilisation de trois télescopes, chacun observant une paire d'étoiles différente. Ces observations moins précises mais multiples permettent à un algorithme de calculer une aberration stellaire moyenne, offrant ainsi une estimation raisonnable de la vitesse du vaisseau spatial.

Pour valider leur système, les chercheurs ont utilisé un algorithme de test aléatoire, la simulation de Monte Carlo, révélant des facteurs perturbateurs qui nécessitent une calibration, mais confirmant néanmoins la viabilité théorique du système. En termes de précision, leur méthode se compare favorablement aux solutions existantes, tout en étant moins coûteuse et plus simple à opérer.


Un autre avantage notable est la compacité du système. Les chercheurs ont démontré que l'ensemble de l'appareillage pourrait tenir dans un châssis de CubeSat 3U, mesurant environ 10 cm x 30 cm x 10 cm. Cette modularité ouvre la possibilité d'intégrer ce système à d'autres missions spatiales.

Bien que cette technologie n'ait pas encore été testée en conditions réelles, son potentiel est indéniable. En effet, avec l'augmentation des missions spatiales lointaines, l'amélioration des méthodes de calcul de la vitesse devient un enjeu majeur. StarNAV, avec un peu plus de développement et de prototypage, pourrait jouer un rôle clé dans cette évolution.