La NASA travaille sur une voile solaire courbant la lumière pour propulser les engins spatiaux

L’Agence spatiale américaine a récemment annoncé travailler activement sur une voile solaire diffractive. En courbant la lumière avant qu’elle ne le frappe, ce dispositif pourrait propulser les engins spatiaux plus efficacement que les technologies conventionnelles.

Un mode de propulsion spatial surprenant

À l’ère des fusées à propulsion chimique et ionique, le déploiement d’une voile géante pour naviguer dans le cosmos peut sembler anachronique, mais il s’agit d’une approche étonnamment prometteuse. Les voiles solaires visent à propulser les engins spatiaux en exploitant la pression exercée par la lumière de notre astre, lorsque les photons rebondissent sur sa surface. Bien que cette force soit assez faible, avec une surface suffisamment importante, des matériaux assez légers et beaucoup de patience, elle peut s’accumuler pour entraîner et diriger un appareil.

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Envisagé depuis des décennies, le concept a déjà été testé dans l’espace à plusieurs reprises, à commencer par le yacht spatial japonais IKAROS en 2010. Plus récemment, le projet LightSail 2 de la Planetary Society a démontré comment le rayonnement du Soleil pouvait être utilisé pour modifier l’orbite d’un vaisseau spatial à l’aide d’une voile.

Toutefois, la technologie peut encore être améliorée : les voiles solaires génèrent une poussée maximale lorsque la lumière solaire les atteint directement, ce qui limite leur champ d’action et leur possibilité de manœuvre. La nouvelle voile solaire diffractive de la NASA est spécialement conçue pour capter et exploiter plus efficacement ce type de rayonnement.

Comme son nom l’indique, cette technologie repose sur la diffraction, intervenant lorsque des ondes rencontrent des obstacles ou des ouvertures qui perturbent leur propagation. Afin de tirer profit de ce phénomène, la voile solaire diffractive possèderait de petites grilles intégrées dans des films minces, répartissant efficacement la lumière solaire les frappant afin d’améliorer la vitesse et la maniabilité de l’engin spatial sur lequel elle serait fixée.

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D’importantes implications

Les ingénieurs à l’origine du concept estiment qu’une telle technologie permettrait aux engins spatiaux d’atteindre des régions du cosmos et d’effectuer des missions hors de portée des dispositifs actuels. Une constellation d’engins pourrait ainsi être placée en orbite autour des pôles du Soleil afin d’améliorer nos capacités de prévision de la météorologie 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. La prochaine étape consistera à améliorer les propriétés du matériau à partir duquel la voile sera fabriquée et à effectuer des tests au sol, en vue de futurs essais spatiaux.

« Alors que nous nous aventurons plus loin que jamais dans le cosmos, nous aurons besoin de technologies avancées et innovantes pour mener à bien nos missions », explique Bill Nelson, administrateur de la NASA. « Le programme NASA Innovative Advanced Concepts contribue à explorer des concepts visionnaires, comme les nouvelles voiles solaires, et à les rapprocher de la réalité. »

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