IKAROS - Définition

Introduction

Schéma montrant des caractéristiques de la voile solaire déployée d'IKAROS.
Code des couleurs :

1. (carrés bleus sur les diagonales) Masses de 0,5 kg

2. (rectangle orange) Appareils à cristaux liquides

3. (carré bleu) Membranes épaisses de 7,5 μm et de diamètre de 20 mètres

4. (rectangle noir) Cellules solaires de 25 μm d'épaisseur

5. (lignes jaunes et bleus) Laisses

6. (disque bleu) Corps principal

7. (points jaunes) Instruments à l'intérieur du corps principal

IKAROS (Interplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation of the Sun) est un démonstrateur de voile solaire développé par le département scientifique (ISAS) de l'Agence d'exploration aérospatiale japonaise (JAXA). Son lancement a été effectué le 20 mai 2010 par le lanceur H-IIA chargé de placer également en orbite la sonde vénusienne Akatsuki (Planet-C). La voile solaire utilise la pression de radiation solaire pour accélérer. Lorsque cette technologie sera maitrisée elle pourra permettre à des sondes spatiales de masse réduite de se déplacer dans le système solaire.

Description

IKAROS est une voile de forme carrée de 14,1 mètres de côté (20 mètres de diagonale) réalisée en polyimide de 0.0075 mm d'épaisseur. Des cellules solaires couvrent 10 % de sa superficie. Des portions de la voile sont capables de générer une poussée variable. Au centre de la voile se trouve une capsule d'un mètre de diamètre qui contient tous les autres composants du satellite. IKAROS pèse 315 kg dont 15 kg pour la voile. Deux objectifs lui sont assignés à :

• valider le système de déploiement de la voile solaire et la capacité à capter l'énergie solaire grâce aux cellules installées dans la voile
• démontrer la capacité du satellite à se déplacer et à effectuer une navigation.

La voile d'IKAROS est, au lancement, enroulée autour de la partie centrale, massive, du satellite, contenant notamment l'électronique de commande et des petits moteurs de contrôle d'orientation. Une fois en orbite, le satellite est mis en rotation (36 tours par minute) par ses moteurs ce qui entraîne le déploiement de la voile. Celle-ci reste néanmoins en partie ferlée. L'ensemble prend alors la forme d'une étoile de mer à quatre branches dont les extrémités sont munies de petites masses qui contribuent au déploiement des branches de l'étoile. Lorsque cette première phase est achevée, le système maintenant la voile ferlée est libéré, ce qui permet le déploiement complet de celle-ci. Enfin la vitesse de rotation est réduite par les moteurs d'orientation. Cette phase s'est correctement déroulée le 10 juin 2010. Le 16 juillet 2010, IKAROS a commencé à avancer grâce à la pression de radiation solaire et son polarimètre GAP (GAmma-ray burst Polarimeter) a détecté un sursaut gamma.

Vue d'artiste d'une voile solaire.

Pour orienter la voile, huit parties de celle-ci situées près de chaque angle réfléchissent plus ou moins les photons quand on y fait passer un courant électrique. En électrifiant différemment deux bandes situées de part et d'autre du centre de masse du satellite, il se crée ainsi un couple de forces qui permet de faire pivoter la voile à la demande.

La mission a une durée planifiée de 6 mois. JAXA étudie le lancement au cours de la décennie 2010 d'une sonde spatiale équipée notamment (mais pas exclusivement) d'une voile solaire pour l'exploration des astéroïdes troyens.