Un nouveau concept de voile solaire de la NASA courbe la lumière pour propulser un vaisseau spatial
La NASA a sélectionné un nouveau projet fascinant à développer, connu sous le nom de voile solaire diffractive (Diffractive Solar Sail). En courbant la lumière avant qu’elle n’atteigne la voile, ce dispositif pourrait propulser des engins spatiaux plus efficacement que les technologies de propulsion conventionnelles.
Image d’entête : représentation artistique de la nouvelle voile solaire diffractive. (MacKenzi Martin/ NASA)
À l’ère des fusées chimiques et des propulseurs ioniques, il semble plutôt pittoresque de déployer une voile géante et de naviguer dans le cosmos, mais cela pourrait être une méthode de propulsion viable. Les voiles solaires propulsent les vaisseaux spatiaux en exploitant la pression exercée par la lumière du soleil, lorsque les photons rebondissent sur la surface. Cette force est assez faible, mais avec une surface suffisamment grande, des matériaux assez légers et beaucoup de patience, elle peut s’accumuler pour entraîner et diriger une sonde spatiale.
L’idée est discutée depuis des décennies et a même été testée dans l’espace à plusieurs reprises, à commencer par la sonde spatiale japonaise IKAROS en 2010. Plus récemment, le projet LightSail 2 de la Planetary Society a démontré comment la lumière du soleil pouvait être utilisée pour modifier l’orbite d’un vaisseau spatial à l’aide d’une voile solaire.
Représentation de la voile solaire LightSail 2. (Planetary Society)
Toutefois, la technologie peut encore être améliorée : les voiles solaires génèrent une poussée maximale lorsque la lumière du soleil les atteint directement, ce qui limite leur direction et leur capacité de manœuvre. Le nouveau concept de voile solaire diffractive est conçu pour améliorer l’efficacité de la lumière solaire captée.
Comme son nom l’indique, cette technologie repose sur le phénomène de la diffraction. En gros, lorsque les ondes lumineuses traversent un petit espace, elles commencent à s’étaler en éventail de l’autre côté de l’obstacle. Pour exploiter ce phénomène, la voile solaire diffractive serait constituée de petites grilles intégrées dans de fines pellicules, répartissant la lumière du soleil qui les frappe. Le résultat final donne un vaisseau spatial plus efficace et plus maniable.
L’équipe du projet affirme que cette technologie leur permettrait d’atteindre des endroits que d’autres n’ont pas pu visiter. Par exemple, ils suggèrent qu’une constellation de sondes pourrait être placée en orbite autour des pôles du Soleil afin d’améliorer les prévisions de la météo spatiale.
Le projet de voile solaire diffractive a été sélectionné dans le cadre de la phase III du programme NIAC (Innovative Advanced Concepts) de la NASA. L’équipe va se mettre au travail pour optimiser le matériau de la voile elle-même et effectuer des tests au sol pour préparer la conception des futures missions spatiales.
Selon Bill Nelson, administrateur de la NASA :
Alors que nous nous aventurons plus loin que jamais dans le cosmos, nous aurons besoin de technologies innovantes et de pointe pour mener nos missions. Le programme NASA Innovative Advanced Concepts contribue à débloquer des idées visionnaires, comme les nouvelles voiles solaires, et à les rapprocher de la réalité.
Présentée sur le site de la NASA : NASA-Supported Solar Sail Could Take Science to New Heights.