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    Ce puissant moteur ionique volera sur la mission DART de la NASA pour essayer de rediriger un astéroïde

    Crédit :NASA

    Malgré la lutte actuelle de l'humanité contre le nouveau coronavirus, et bien qu'il retienne l'essentiel de notre attention, d'autres menaces existent toujours. La menace très réelle d'une éventuelle frappe d'astéroïdes sur Terre dans le futur est pour le moment passée au second plan, mais il est toujours là.

    Bien qu'une frappe d'astéroïde semble un peu éphémère en ce moment, c'est une vraie menace, et un qui, contrairement à un coronavirus, a le potentiel de mettre fin à l'humanité. Des agences comme la NASA et l'ESA travaillent toujours sur leurs plans pour nous protéger de cette menace.

    La mission DART (Double Asteroid Redirection Test) de la NASA devrait être lancée le 22 juillet 2021. C'est une mission de démonstration pour étudier l'utilisation de l'impact cinétique pour dévier un astéroïde. Il se dirigera vers le petit système d'astéroïdes binaire appelé Didymos, (ou 65803 Didymos.) Ce double système d'astéroïdes ne représente aucune menace pour la Terre.

    Le plus gros de la paire, nommé Didymos A, mesure environ 780 mètres (2560 pieds) de diamètre, tandis que le plus petit, Didymos B, n'est qu'à environ 160 mètres (535 pieds) DART s'écrasera sur le Didymos B. Il est proche de la taille typique d'un astéroïde qui menace la Terre.

    DART a beaucoup d'espace à couvrir pour atteindre Didymos. Après son lancement en juillet 2021, il atteindra son objectif le 22 septembre, lorsque l'astéroïde binaire se trouve à moins de 11 millions de km (6,8 millions de miles) de la Terre. Et pour y arriver, il s'appuiera sur un puissant moteur ionique appelé Evolutionary Xenon Thruster—Commercial (NEXT-C) de la NASA.

    Une image simulée de l'astéroïde binaire Didymos, sur la base de données d'observation. Crédit :Naidu et al., Atelier AIDA, 2016

    Le moteur se compose de deux composants principaux :le propulseur et l'unité de traitement de puissance (PPU.) NEXT-C se prépare pour la mission avec une série de tests, à la fois performant et environnemental. Le propulseur a été mis en vibration, vide thermique et tests de performances avant d'être intégré à son PPU. Il a également été soumis à des conditions de vol spatial simulées :les vibrations extrêmes lors du lancement, et le froid extrême de l'espace.

    NEXT-C est un moteur puissant. Ce n'est rien comme une fusée, ce qui nécessite une poussée massive pour éloigner quelque chose de la gravité terrestre. Mais en termes de lecteurs d'ions, c'est une unité très puissante. Il est environ trois fois plus puissant que les moteurs ioniques NSTAR des vaisseaux spatiaux DAWN et Deep Space One de la NASA.

    NEXT peut produire une puissance de poussée de 6,9 ​​kW et une poussée de 236 mN. Le moteur a produit l'impulsion totale la plus élevée de tous les moteurs ioniques :17 MN·s. Il a aussi une impulsion spécifique, qui est une mesure de l'efficacité avec laquelle il utilise le propulseur, de 4, 190 secondes, par rapport aux 3 de NSTAR, 120.

    L'unité de traitement de puissance du propulseur est retirée d'une autre chambre à vide après des tests réussis. Crédit :NASA/Bridget Caswell

    Les moteurs ioniques ne brûlent pas de carburant comme une fusée, bien qu'ils utilisent un propulseur. Typiquement, le propulseur est du xénon, comme dans NEXT-C. Le moteur ionique NEXT-C est un système à double grille.

    Le xénon est introduit dans une chambre, où il rencontre le premier, ou en amont, la grille. Les panneaux solaires fournissent l'électricité, et la première grille est chargée positivement. Lorsque les ions xénon traversent la grille amont, ils sont chargés positivement. Cela les attire vers la deuxième grille ou grille d'accélérateur, qui est chargé négativement. Cela les propulse hors du moteur, fournir une poussée. La poussée est égale à la force entre les ions en amont et la grille de l'accélérateur.

    Lorsque DART atteint l'astéroïde binaire Didymos, il aura de la compagnie. L'Agence spatiale italienne fournit LICIA (Light Italian CubeSat for Imaging of Asteroids) pour la mission. LICIA, c'est 6 cubesats qui se sépareront de DART avant l'impact avec Didymos B. Il capturera des images de l'impact et des débris éjectés de la collision et les retransmettra à la Terre.

    Propulseur au xénon évolutif de la NASA testé dans une chambre à vide. Crédit :NASA

    L'impact devrait modifier la vitesse orbitale de Didymos B d'environ un demi-millimètre par seconde. Cela changera sa période de rotation d'une quantité suffisamment importante pour que les télescopes terrestres le détectent. Il laissera également un cratère à la surface, environ 20 m (66 pi) de large.

    Bien que DART soit détruit lors de l'impact, l'ESA prévoit une mission de suivi. ça s'appelle Héra, et son lancement est prévu en 2024, et arriver en 2027. Hera étudiera non seulement l'effet de l'impact de DART, mais transportera une suite d'instruments pour en savoir plus sur les astéroïdes binaires, et l'intérieur de l'astéroïde.


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