Le concept de voiles solaires n’est pas particulièrement nouveau – il suffit de jeter un coup d’œil au LightSail 2 de la Planetary Society, à la startup française Gama ou au Advanced Composite Solar Sail System de la NASA. Mais un groupe de chercheurs pousse la technologie vers de nouveaux sommets.
Le projet Diffractive Solar Sailing a obtenu le statut de phase III dans le cadre du programme NIAC (Nasa Innovative Advanced Concepts) de la NASA, qui s’accompagne d’un budget de 2 millions de dollars pour concrétiser le concept de l’équipe.
Les voiles solaires sont un moyen de propulsion des engins spatiaux qui fonctionnent de la même manière que les voiles des bateaux, mais au lieu d’être alimentées par le vent, elles sont alimentées par la lumière. Les voiles solaires diffractives, telles que celle développée par NIAC, sont une évolution plus efficace des voiles solaires traditionnelles qui pourraient un jour aider les missions spatiales.
« Les voiles diffractives sont basées sur le mécanisme optique de la diffraction, alors que les voiles solaires traditionnelles que nous avons vues sont basées sur la loi de réflexion », a déclaré à TechCrunch la responsable du projet Amber Dubill du laboratoire de physique appliquée de l’Université Johns Hopkins.
Comme auparavant, les photons frappant la voile transmettent leur élan au vaisseau spatial, mais l’équipe de Dubill travaille sur une nouvelle tournure de cette technologie éprouvée :
L’avantage d’utiliser la diffraction pour ce faire au lieu de la réflexion est la possibilité d’adapter l’angle auquel la lumière entrante est redirigée afin que la force résultante soit plus efficace pour les manœuvres orbitales sans avoir à coller une grande structure fragile.
Le projet Diffractive Solar Sailing a déjà terminé les phases I et II du programme NIAC, qui est l’incubateur à haut risque et à haute récompense de la NASA qui explore les possibilités d’une technologie inhabituelle dans l’espace. Ces premières phases sont consacrées au développement de concepts et à la démonstration de leur potentiel. La phase III, cependant, transforme les concepts en réalité. (Un aparté : depuis la création du NIAC en 2012, seuls cinq projets ont obtenu le statut de phase III, car la plupart des projets ne prouvent pas suffisamment de potentiel dans les phases I et II pour que la NASA puisse poursuivre.)
Dubill et son équipe utiliseront le financement de 2 millions de dollars pour concevoir et fabriquer des matériaux de voile, qu’ils prévoient de tester dans diverses installations à travers le pays au cours des deux prochaines années.
« En parallèle, nous prévoyons de faire évoluer la vision d’une mission de voilier à orbite polaire solaire en établissant des trajectoires optimales et un contrôle d’attitude de la voile pour réaliser les observations solaires d’une suite de charges utiles dictées par nos héliophysiciens », explique Dubill. « En élargissant la conception de la voile diffractive et en développant le concept global de la voile, l’objectif est de jeter les bases d’une future mission de démonstration utilisant la technologie diffractive de la voile lumineuse. »
Cette mission d’orbiteur polaire solaire intéresse particulièrement la NASA, car les pôles de notre étoile n’ont pas encore été explorés. « L’obtention d’une image complète de la couronne solaire et des champs magnétiques de surface est essentielle pour la prévision et la sensibilisation à la météo spatiale, et une constellation de voiles instrumentées faisant le tour du soleil améliorerait non seulement notre compréhension de notre étoile la plus proche, mais augmenterait le temps d’avertissement pour le soleil. des événements susceptibles d’endommager les satellites et les systèmes au sol », a déclaré Mike LaPointe, directeur de programme par intérim pour NIAC, à TechCrunch.
La même technologie pourrait être utilisée pour des missions similaires dans tout le système solaire, suggère LaPointe. Avec un tel potentiel, il n’est pas étonnant que la NASA ait financé le projet Diffractive Solar Sailing – il ne lui reste plus qu’à décoller.