Voiles solaires: le projet LightSail de la Planetary Society
Publié par Adrien le 26/11/2009 à 00:00
Source: flashespace.com
Illustration: Rick Sternbach, The Planetary Society
La Planetary Society vient de dévoiler son nouveau projet de voile solaire, 4 ans après sa tentative ratée de lancer pour la première fois une voile solaire (Cosmos-1). Un échec imputable au lanceur russe Volna qui n'avait pas permis à Cosmos-1 d'atteindre son orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) de 800 km.

De Cosmos-1 à LightSail

Ce projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...) nommé LightSail a été rendu (Le rendu est un processus informatique calculant l'image 2D (équivalent d'une photographie) d'une scène créée dans un logiciel de modélisation 3D...) possible par le don d'un million (Un million (1 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent quatre-vingt-dix-neuf (999 999)...) de dollars d'une firme US du secteur spatial. Il est bien plus ambitieux que celui de 2005, car il prévoit le lancement de 3 voiles solaires ces prochaines années. Pour la Planetary Society, il s'agit de démontrer la faisabilité d'utiliser des voiles solaires comme plateforme pour observer et surveiller la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre planètes...) et/ou le Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la...).


La voile solaire Cosmos-1

La première, LightSail-1, devrait être lancée en 2010 et démontrera le principe de la voile (Les Voiles sont l’une des 88 constellations du ciel, visible essentiellement de l’hémisphère sud. Incluse à l’origine par Ptolémée dans...) solaire. C'est-à-dire que le Soleil peut effectivement propulser un engin spatial. Le satellite (Satellite peut faire référence à :) sera construit par Stellar Exploration (L'exploration est le fait de chercher avec l'intention de découvrir quelque chose d'inconnu.) à partir de 3 petits satellites CubeSat. Quant à la voile, elle aura une superficie (L'aire ou la superficie est une mesure d'une surface. Par métonymie, on désigne souvent cette mesure par le terme « surface » lui-même (par...) de 32 m², contre 600 m² pour Cosmos-1, et sera faite en mylar, un polymère, très fin, très léger et très réfléchissant. Cette voile sera placée à plus de 800 km d'altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base. C'est une des composantes géographique et biogéographique qui explique la répartition de la...) de la Terre pour échapper à la trainée de l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) supérieure.

Lightsail-2 fera la démonstration (En mathématiques, une démonstration permet d'établir une proposition à partir de propositions initiales, ou précédemment démontrées...) d'un vol de plus longue durée sur une orbite plus élevée. Enfin, Lightsail-3 devrait rejoindre le Point (Graphie) Lagrange numéro 1 pour y stationner de façon permanente d'où elle observera le Soleil pour des applications de météorologie (La météorologie a pour objet l'étude des phénomènes atmosphériques tels que les nuages, les précipitations ou le vent...) spatiale.

Voile solaire

Le principe des voiles solaires est analogue à celui des voiles à vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont lieu sur Neptune et sur Saturne. Il est essentiel à tous les phénomènes...) mais, ce sont les flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus précisément le terme est employé dans les domaines suivants :) de photons (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque deux particules...) solaires, et non les courants d'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il...), qui poussent le satellite (Satellite peut faire référence à :). En "rebondissant" sur la voile qui agit comme un miroir (Un miroir est un objet possédant une surface suffisamment polie pour qu'une image s'y forme par réflexion et conçu à cet effet. C'est souvent une couche métallique fine, qui, pour...), les radiations solaires exercent une poussée (En aérodynamique, la poussée est la force exercée par le déplacement de l'air brassé par un moteur, dans le sens inverse de l'avancement.) sur celle-ci. La pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) solaire est très faible et diminue proportionnellement au carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés. Cela signifie que ses quatre côtés ont la même longueur et ses quatre angles la même mesure....) de la distance au Soleil. Mais elle agit en permanence. Autrement dit, il faut maximiser le rapport S/m (surface par rapport à la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation (la masse grave)....) du satellite) mais rapidement la masse du satellite devient équivalente à la masse de la voile.

Applications futures

Bien qu'aucun programme aujourd'hui envisage d'utiliser un tel système de propulsion (La propulsion est le principe qui permet à un corps de se mouvoir dans son espace environnant. Elle fait appel à un propulseur qui transforme en force motrice l'énergie fournie par le milieu extérieur ou par un moteur.), il est tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) à fait possible de l'envisager pour des missions interplanétaires et interstellaires ou comme système de transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications (la route, le canal ..). Par...) bon marché pour le transport de charges lourdes vers la Lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de...) ou Mars. Il faut évidemment choisir des trajectoires qui au départ se rapprochent du Soleil afin d'acquérir de la vitesse (On distingue :). C'est tout un système avec beaucoup de facteurs interdépendants mais on pourrait arriver, en théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative,...), à des voyages énergétiquement très économiques, au prix sans doute de temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) de transferts très longs ce qui paraît peu adapté aux vols humains.

C'est également la seule technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) facilement maitrisable qui peut nous permettre d'envoyer un satellite vers une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la Terre.) ou d'explorer les régions éloignées du Système Solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le Soleil et des corps célestes ou objets définis gravitant autour de lui (autrement...) sans propergols.

Bien que très simple dans son principe et permettant une totale autonomie de navigation (La navigation est la science et l'ensemble des techniques qui permettent de :), ce mode de propulsion n'a jamais été utilisé dans les vols spatiaux. Cependant, certains satellites de télécommunications (Les télécommunications sont aujourd’hui définies comme la transmission à distance d’information avec des moyens électroniques. Ce terme est plus utilisé que le terme synonyme officiel «communication...) utilisent, pour leur contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) d'attitude, la pression solaire sur des volets orientables situés à l'extrémité de leurs générateurs solaires.
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