Les voiles solaires dépendent de la pression exercée par la lumière du soleil sur de grandes surfaces. Rapprochez la voile du soleil et, sans surprise, l'efficacité augmente. Une nouvelle mission proposée appelée Mercury Scout vise à en profiter pour explorer Mercure. La mission cartographiera la surface mercurienne jusqu'à une résolution de 1 mètre et, en utilisant la surface hautement réfléchissante de la voile pour éclairer les cratères ombragés, pourrait rechercher des dépôts d'eau.
Contrairement aux moteurs de fusée conventionnels qui nécessitent du carburant qui lui-même ajoute du poids et nécessite par conséquent plus de carburant, les voiles solaires sont bien plus efficaces. La lumière tombant sur la voile peut propulser un problème à travers l'espace. C'est un concept fascinant qui remonte aux années 1600, lorsque Johannes Kepler a suggéré l'idée à Galileo Galilei. Ce n’est qu’au début du 21e siècle que la Planetary Society a créé le vaisseau spatial à voile solaire Cosmos 1. Il a été lancé en juin 2005, mais un échec l'a empêché d'atteindre l'orbite. La première voile solaire lancée avec succès était Ikaros, lancée par l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale, elle a superbement démontré la faisabilité de la technologie.
On sait depuis 1905 que la lumière est constituée de minuscules particules appelées photons. Ils n'ont pas de masse, mais lorsqu'ils voyagent dans l'espace, ils ont un élan. Lorsqu'une balle de tennis touche une raquette, elle rebondit sur les cordes et une partie de l'élan de la balle est transférée à la raquette. De la même manière, les photons de lumière frappant une voile solaire transfèrent une partie de leur élan à la voile en lui donnant une petite poussée. D'autres photons frappant la voile donnent une autre petite poussée et à mesure qu'ils s'accumulent lentement, le vaisseau spatial accélère lentement.
Mercury Scout profitera de l’idée de la voile solaire comme propulsion principale une fois qu’il aura atteint l’orbite terrestre. Les principaux objectifs de la mission sont de cartographier la répartition des minéraux à la surface, d'obtenir des images haute résolution jusqu'à 1 mètre de résolution et d'identifier les dépôts de glace dans les cratères ombragés en permanence. La voile solaire a été choisie car elle offre des avantages techniques et financiers importants en réduisant le coût global et le temps de transit vers Mercure.
Pour propulser le module Mercury Scout, la voile fera environ 2 500 mètres carrés et aura une épaisseur de 2,5 microns. Le matériau est du CP1 aluminisé, similaire à celui utilisé dans le bouclier thermique du télescope spatial James Webb. Les quatre quadrants distincts de la voile se déploient le long de supports en fibre de carbone et atteindront Mercure dans un délai prévu de 3,8 ans. À son arrivée, il sera transféré sur une orbite polaire et passera ensuite 176 jours supplémentaires à cartographier toute la surface.
Pour permettre de cartographier la planète entière, l'orbite devra être maintenue en ajustant l'angle de la voile. De la même manière, le capitaine d'un voilier peut naviguer contre le vent, ou parfois face au vent, en ajustant l'angle et la position de la voile afin que la voile solaire puisse être utilisée pour générer une poussée dans la direction requise.
Contrairement à d’autres moteurs de fusée plus traditionnels dont la durée de vie est généralement limitée à la disponibilité du carburant, la voile solaire est limitée par la dégradation du matériau de la voile. Son espérance de vie est d'environ 10 ans. Des revêtements supplémentaires sont à l'étude pour voir si la durée de vie de la voile peut être prolongée davantage.
Plus d'informations : Mercury Scout :une mission de voile solaire vers la planète la plus intérieure. www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2024/pdf/2314.pdf
Fourni par Universe Today
