Une voile solaire de 20 mètres en cours de test. Crédit d'image: NASA. Cliquez pour agrandir.
Écoutez l'interview: la NASA teste une voile solaire (3,7 Mo)
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Fraser Cain - Pouvez-vous me donner quelques informations sur les voiles solaires en général?
Edward Montgomery? C'est une technologie qui intéresse notre agence depuis un certain temps, mais l'histoire remonte à plusieurs centaines d'années à Fredrick Sander au tournant du siècle (19e). Plus récemment, nous avons constaté que les progrès dans quelques domaines particuliers en faisaient quelque chose que nous devons vraiment examiner. Les matériaux composites qui sont sortis au cours des deux dernières années, comme dans les équipements sportifs fabriqués à partir de tiges ultra légères et de la technologie des films qui, d'une certaine manière, sont liés à l'industrie des matériaux et aux circuits intégrés, par exemple, et additifs pour peinture. Ces champs ont permis de construire des structures dans l'espace qui ressemblent à des gossamers et nous n'avons jamais vraiment pu le faire avant quelques décennies (maintenant) et une fois que vous pouvez obtenir le type de masse vraiment bas, alors il il ne faut pas beaucoup de force pour obtenir une accélération et une bonne propulsion.
Comment la lumière peut-elle propulser le papier d'aluminium dans l'espace?
C’est une propriété très fascinante que possède la lumière; il n'a pas vraiment de masse, il ne peut donc pas rebondir sur quelque chose, mais en fait il interagit avec les obstructions; cela lui donne un élan et cela a été théorisé par Einstein et cela a été prouvé dans un certain nombre d'expériences en laboratoire.
Quelle est la technologie que vous testez actuellement à la NASA?
Nous prenons un concept de voile solaire particulier qui est une voile carrée; il a 4 bômes qui sortent et entre les bômes sont des voiles triangulaires et ce système est conçu pour transporter des charges utiles de taille relativement modeste: la charge utile Robotic Science. Nous envisageons plusieurs missions dans le système solaire interne pour étudier la physique du Soleil et comment il interagit avec la Terre.
Vous enverriez donc votre voile solaire depuis notre position; l'orbite de la Terre, plus près du Soleil? Cela me semble un peu en arrière.
Eh bien, la poussée que la voile peut produire est proportionnelle à la force de la lumière du soleil et à mesure que vous vous rapprochez du Soleil, la force de cette propulsion augmente au carré de la distance à mesure que vous vous rapprochez, donc en fait, cela fonctionne beaucoup plus efficacement près du Soleil. Les missions prévues pour examiner le système solaire externe; la plupart d'entre eux ont d'abord consisté à se rendre dans le système solaire intérieur en volant près du Soleil et à obtenir un bon coup de pouce, puis à sortir. Mais les missions à court terme que nous envisageons sont des missions qui planent; ils ne vont pas très vite. Il y a un point d'équilibre entre l'attraction gravitationnelle de la Terre et l'attraction gravitationnelle du Soleil appelée le point de Lagrange, et nous avons des satellites qui s'y trouvent maintenant. Cela ne nécessite aucune propulsion particulière, mais si vous voulez vous asseoir et planer à un moment plus proche du Soleil (pour atteindre) ce point particulier dans l'espace, alors vous devez avoir des capacités de propulsion et nos scientifiques ont un intérêt intense à vouloir être à ce point. Vous pouvez imaginer comment cela pourrait être un endroit avantageux pour mettre des instruments entre la Terre et le Soleil pour comprendre comment cette propriété physique est.
Ok, donc je comprends; ce serait comme si le Soleil était un ventilateur et que vous aviez votre voile et que vous la laissiez dériver vers le Soleil au point que la force de l'énergie du Soleil qui s'en dégage est parfaitement équilibrée pour maintenir la voile solaire à ce point. Cela n'irait pas plus loin ni ne se rapprocherait plus.
Droite. C'est exact.
Quel genre d'expériences seriez-vous intéressé à faire si vous pouviez vous rapprocher et pouvoir garder la station?
Je suis ingénieur en propulsion, pas chercheur; ils peuvent faire un bien meilleur travail pour expliquer exactement ce qu'ils étudient, mais certains des instruments qu'ils envisagent de mettre dessus mesurent la magnétosphère, ils mesurent les particules de haute énergie au fur et à mesure. Il est particulièrement intéressant de détecter les éjections de masse coronale; ce sont les grands événements de fusée qui se produisent sur le Soleil, qui une fois qu'ils atteignent la Terre peuvent vraiment perturber nos communications et ils peuvent en fait endommager et détruire les équipements électroniques sensibles. Une telle fusée éclairante en 1986 a causé plusieurs millions de dollars de dégâts en Amérique du Nord seulement, nous voulons donc être en mesure de prédire ces événements lorsqu'ils se produisent et si nous avons suffisamment de temps d'avertissement, nous pouvons éteindre notre équipement ou, dans des conditions particulières, les garder de se blesser, il est donc important de savoir quand une éjection de masse coronale arrive.
Quel avenir pour cette technologie, avec la possibilité d'explorer le système solaire externe?
Eh bien, c'est un bon point. Comme je viens de le mentionner, ces éjections de masse coronale peuvent également être très nocives pour nos astronautes, de sorte que la NASA envisage dans un proche avenir de retourner sur la Lune et Mars, dont il a été beaucoup question. Nous devrons être en mesure de prédire quand ces événements (éjections de masse coronale) se produiront afin que nos astronautes puissent se réfugier dans ces refuges, nous aurons donc probablement besoin d'avoir ces satellites d'alerte positionnés près de la lune et de mars et peut-être autour le système solaire pour un avertissement en faisant cela. (Après cela) à l'avenir, il y a un intérêt intense à vouloir comprendre la structure de notre système solaire en dehors de l'orbite de Pluton, en particulier l'héliopause, maintenant l'engin spatial Voyager vient d'entrer dans cette région; il y a eu des résultats intéressants qui reviennent là-dedans; et il y a beaucoup de choses que nous aimerions savoir dans cette région de l'espace. Juste au-delà de cela se trouve quelque chose appelé le nuage d'Oort, qui est censé être la zone de l'espace où de nombreuses comètes que nous voyons vivent la majeure partie de leur vie, mais parfois elles viennent au soleil. Il y a donc pas mal de science à faire; l'observation et l'exploration juste au-delà des bords du système solaire.
Y aurait-il quelque chose de différent dans la construction d'une voile solaire qui pourrait voyager dans le système solaire externe alors sur quoi vous travaillez en ce moment?
Cela ne doit pas l'être. Vous pourriez utiliser la technologie que nous recherchons actuellement pour produire ces signaux d'éjection de masse coronale et vous pourriez envoyer cette voile en mission. Le problème est qu'il faudrait ou plus pour atteindre ces nuages d'Oort et sortir dans l'héliopause. Si nous pouvons construire une voile d'un ordre de grandeur ou d'un dixième du poids pour la même superficie; qui exécute 10 fois mieux si vous voulez, alors nous pouvons faire cette même mission en deux fois moins de temps, donc pour vraiment commencer à considérer cette mission, nous voudrons construire des voiles plus performantes pour vraiment le faire et le faire dans notre vie, si vous voulez.
Quel est le délai actuellement prévu pour le prototype que vous testez et vos projets futurs?
C’est quelque chose qui fait actuellement l’objet de nombreuses études à l’agence; en particulier, il existe un comité consultatif scientifique qui se réunit et détermine quelles sont leurs priorités scientifiques et qui fixera la date à laquelle les voiles doivent être prêtes. Quand il peut être prêt?, Eh bien ce que nous avons fait au cours des 3 dernières années qui a abouti à ces tests à Plumbrook est de faire de notre mieux sur le terrain pour concevoir et exploiter une voile solaire dans un environnement spatial simulé. La prochaine étape consiste à remonter dans l'espace et ce sera une étape importante. Nous devons vraiment faire voler la voile solaire et voir comment elle fonctionne dans l'espace: les charges sur la structure de la voile sont beaucoup, beaucoup moins qu'elles ne le sont ici au sol. La gravité met une charge sur les voiles 4000 fois plus élevée que ce que le Soleil fera. Donc, un environnement vraiment vrai est dans l'espace et nous devons le prendre (la voile) pour le tester. C'est encore 3-5 ans pour faire ce genre de chose, et ensuite il sera prêt à être infusé dans une mission scientifique; 3-5 ans de planification et de développement de la mission spatiale nominale. Donc, dans la prochaine décennie, certainement, je m'attends à voir voler une voile solaire.
