Voiles solaires pour l’espace

Voiles solaires pour l’espace

L’espace est une des nouvelles frontières. Il y en beaucoup à gagner économiquement, mais aussi en sécurité et qualité de vie, malgré ses prix exhorbitants.
L’une des plus grandes difficultés des missions spatiales c’est l’immense quantité de carburants pour expédier quelques quintales de matériel dans l’espace. Le missile européen Ariane 5G par exemple a un poids total de 777 tonnes pour transporter un charge de 16 tonnes.  Cela signifie que chaque kilo mis en orbite coûte 7000 euros. S ion pense à des distances interplanétaires, le compte sera vraiment salé.
Ce systême, malgré son inefficacité apparente, est l’unique mode connu pour porter les satellites, personnes et ravitallement dans l’espace. Les ingénieurs doivent donc faire des efforts pour faire des économies sur la partie la plus importante de l’exploit: le „charge utile”.  Jusqu’il y a quelques années, le mode unique pour faire mouvoir un satellite dans l’espace c’était en affûtant des mélanges chimiques spéciaux qui, dans une explosion controllée fournissaient la poussée nécessaire. A partir des années 90 l’ascension de la propulsion électrique est commencée. Un moteur électrique est capable d’arriver dans les mêmes zones de l’espace avec un fragment du carburant nécessaire pour un moteur „vieux style”. Cela est rendu possible par une technologie très diverse et d’une source d’énergie éco-soutenable: le Soleil. Les panneaux solaires des sondes spatiales ne diffèrent pas trop de ceux qui sont sur les toits de nos maisons.
Pourtant pas tous les problèmes ont été résolus. Par rapport à ceux chimiques, les moteurs électriques sont extrèmement faibles. Pour faire une comparaison, c’est comme si une automobile électrique serait capable à aller à une vitesse maximum de 5 km/h.
C’était ici que la voile solaire entre en scène. Une grande voile poussée par le Soleil et pas par le vent. Ce n’est pas un panneau solaire. Pas de cellules ou courant électrique: la lumière pousse physicalement la voile. On n’a plus besoin de réservoirs, d’explosions, ou moteurs, il suffit le Soleil, qui là-haut ne manque jamais.
L’idée de la lumière qui pousse pourrait sembler discutable. Qui a-t-il jamais vu la lumière faire mouvoir quelque chose seule? Pourtant il le fait chaque moment. La poussée est mineure au poids d’un flocon de neige distribué sur un surface de 3 m2. Ce n’est pas un effet perceptible pour un être humain.
L’idée d’une voile solaire est née justement pour exploiter le mieux possible cette force microscopique. Cela peut être obtenu par une structure en même temps très étendue et ultra-légère. Une voile solaire idéale devrait avoir unsurface de plusieurs hectares et un poids de quelques dizaines de chilos. Ainsi la poussée serait suffisant pour naviguer de çà et de là dans le système solaire. Sans une goutte de carburant.
Les adeptes aux travaux sont enchantés par l’idée, mais il y en encore des difficultés. En premier lieu, pour réduire au maximum le poids de l’engin, on a besoin de voiles d’une matière très subtile. La technologie de nos jours nous consent de fabriquer des pellicules reflexives d’une épaissure de quelques microns (moins d’un cheveu humain), mais ce n’est pas encore suffisant. En plus, „déferler” la voile dans l’espace est une opération plus complexe et délicate qu’on ne pense. Même ces expériments demandent beacoup de temps et d’argent.
Ces limitations et la précaution typique des grandes agences spatiales ont jusqu’alors interdit l’usage des voiles solaires sur ce champ. Mais il y a des pas en avant. Le premier a été accompli par le japonais JAXA. Leur voile expérimentale IKAROS (carré, 14 mètres chaque côté) demis de ses fonctions le juin 2010, a montré pour la première fois, que l’idée fonctionne pour de vrai.  Depuis elle continue à naviguer autour du Soleil, en nous envoyant une grande quantité d’informations précieuses. Après les japonais, c’était le tour du NASA avec Nanosail-D2, une petite voile de 3 mètres par côté. Une autre mission d’essai est presque prête à lancer de la Planetary Society.

07 May, 2012