Ce groupe de quatre propulseurs colloïdaux fait partie du système de réduction des perturbations, développé par la NASA/JPL, ce qui aidera à garder le vaisseau spatial LISA Pathfinder extrêmement stable. Crédit :ESA/NASA/JPLCaltech
Le 3 décembre, 2015, la mission LISA Pathfinder a explosé dans l'espace avec le système de propulseur de vaisseau spatial le plus stable jamais qualifié pour une utilisation dans l'espace. Développé par la NASA JPL, le Space Technology 7 (ST-7) Disturbance Reduction System (DRS) est conçu pour contrôler la position de l'engin spatial à un millionième de millimètre près. ST-7 DRS se compose de groupes de propulseurs colloïdaux de micronewtons et de logiciels de contrôle résidant sur un ordinateur dédié. Opérer, les propulseurs appliquent une charge électrique à de petites gouttelettes de liquide et les accélèrent à travers un champ électrique. Cette nouvelle technologie de propulseur n'a jamais été utilisée avec succès dans l'espace auparavant. ST-7 DRS fournira des impulsions d'énergie extrêmement faibles (5 à 30 micronewtons de poussée) pour contrôler avec précision le vaisseau spatial LISA Pathfinder.
Le contrôle précis des engins spatiaux est essentiel pour atteindre l'objectif de LISA Pathfinder :démontrer les concepts technologiques requis pour détecter les ondes gravitationnelles à basse fréquence. Les ondes gravitationnelles sont incroyablement faibles. L'amplitude de l'oscillation est de l'ordre de dizaines de picomètres - un picomètre correspond à un billionième de mètre - c'est pourquoi il est essentiel de maintenir le vaisseau spatial suffisamment stable pour détecter les ondes. Le LISA Pathfinder contient deux masses de test, des objets conçus pour répondre uniquement à la gravité (dans la mesure du possible). Ces masses de test sont constituées d'un mélange d'or et de platine afin qu'elles soient très denses, mais aussi non magnétique. Ils pèsent chacun environ 4 livres (2 kilogrammes) et mesurent 1,8 pouces (4,6 centimètres) de chaque côté. La sonde spatiale LISA Pathfinder est destinée à protéger les masses d'essai des forces extérieures afin qu'elles suivent une trajectoire déterminée uniquement par le champ gravitationnel local. La force dominante à vaincre est la pression solaire, qui pousse sur le vaisseau spatial et équivaut à environ le poids d'un grain de sable. En mesurant avec précision la position des masses d'essai flottant librement, le ST-7 DRS utilise ses propulseurs "micro-fusées" pour maintenir le vaisseau spatial centré sur les masses d'essai. En effet, l'engin spatial vole essentiellement en formation avec les masses d'essai, en utilisant les informations des capteurs embarqués (fournies par le package technologique européen LISA) pour contrôler les propulseurs et maintenir les masses d'essai totalement isolées des forces externes. En mesurant leur mouvement relatif, une future mission pourrait utiliser de telles masses d'essai comme références dans la quête pour détecter les ondes de gravité.
ST-7 DRS est l'un des deux systèmes de propulseurs testés sur la mission LISA Pathfinder (l'autre système a été développé par l'Agence spatiale européenne). En cas de succès, il existe de nombreuses utilisations potentielles de cette technologie à l'avenir. Par exemple, le système pourrait être utilisé pour stabiliser un futur vaisseau spatial qui doit être très immobile pour détecter les exoplanètes. ST-7 DRS pourrait remplacer les roues de réaction qui aident à contrôler l'orientation d'un vaisseau spatial, réduire la masse globale de l'engin spatial. Le système de propulseur pourrait également être utilisé pour permettre aux engins spatiaux de voler en formation. Par exemple, une constellation de petits satellites volant ensemble pourrait utiliser ces propulseurs pour rester hautement synchronisés.
Le vaisseau spatial LISA Pathfinder contribuera à ouvrir la voie à une mission de détection des ondes gravitationnelles. La NASA/JPL a développé un système de propulseur à bord. Crédit :ESA