© LIGHTSAIL - Le satellite déployé naviguant dans l’orbite de la Terre.

LightSail, le satellite à voile solaire

Le petit satellite expérimental conçu par The Planetary Society est parvenu à déployer sa voile solaire dans l’espace, ouvrant ainsi une nouvelle ère pour les engins spatiaux.

Le 20 mai 2015, c’est un satellite d’un genre nouveau qui a été expédié dans l’espace : un CubeSat expérimental à voile solaire baptisé « LightSail ».

Quand la science-fiction devient réalité

Cet engin spatial, sur lequel repose beaucoup d’espoir, est un nanosatellite de type CubeSat triple (30 x 10 x 10 cm) qui ne pèse pas plus de 5 kg ! Une fois dans l’espace, il déploie une grande voile solaire en mylar, un polymère très fin, léger et résistant, pour former un carré d’une surface totale de 32 m2.

À l’origine du projet LightSail, The Planetary Society, une organisation à but non lucratif qui promeut l’exploration spatiale et la recherche d’une forme de vie extraterrestre. Fondée en 1980 par des passionnés d’astronomie et d’astronautique –dont l’éminent Carl Sagan –, elle compte aujourd’hui parmi ses membres des personnalités influentes telles que Bill Nye, Neil deGrasse Tyson, Elon Musk ou Steven Spielberg. C’est au début des années 2000 que l’organisation commence à investir dans la recherche sur les voiles solaires. Un vieux rêve caressé par Johannes Kepler dès le XVIIe siècle et qui refait surface dans la science-fiction à partir des années 1950. En juin 2005, The Planetary Society lance la première voile solaire dans l’espace, Cosmos 1. Mais cette tentative se solde par un échec : à cause d’une défaillance de son lanceur, l’engin n’atteint pas son orbite. La mission LightSail, elle, a pour origine la reprise d’un projet de la NASA, NanoSail-D2, et a pour objectif de démontrer qu’il est possible d’utiliser la lumière solaire comme source d’énergie pour les engins spatiaux.

Comme son nom l’indique, LightSail-1 ne constitue qu’une première étape du projet, destinée à tester le déploiement d’une voile solaire dans l’espace. Si le petit satellite a rencontré quelques difficultés une fois placé en orbite, il a rempli sa mission le 8 juin. La science-fiction est devenue (presque) réalité.

À terme, les voiles solaires permettraient aux engins spatiaux de bénéficier d’une grande autonomie et de visiter l’espace… sans consommer une seule goutte de carburant.

Vers l’infini et au-delà !

C’est en 2016 que le véritable vol aura lieu. Le LightSail-2 sera mis en orbite pour tester, cette fois, la voile solaire dans des conditions réelles, et sa capacité à se mouvoir grâce à la propulsion photonique. Aujourd’hui, la plupart des véhicules spatiaux utilisent des systèmes de propulsion chimique (et, de plus en plus souvent, électrique) produite par la réaction entre un carburant et un comburant, appelés ergols. Le principal inconvénient de ce système est qu’il nécessite une réserve très importante de carburant. La propulsion photonique, elle, utilise la lumière du soleil.

Le soleil émet des photons, les particules élémentaires de la lumière. Lorsque ces photons percutent la surface de la voile solaire, ils exercent une pression de radiation, faible mais continue, qui va propulser la voile. À la manière d’un bateau à voile qui se déplace grâce à la force de l’eau et du vent, un engin spatial à voile solaire peut naviguer dans l’espace, de plus en plus vite, en utilisant ce « vent solaire ».

À terme, les voiles solaires, équipant des engins de plus en plus lourds, leur permettraient de bénéficier d’une très grande autonomie pour de longs voyages (vers Mars ou plus loin !) et de visiter l’espace… sans consommer une seule goutte de carburant.

Image principale : © LIGHTSAIL
Le satellite déployé naviguant dans l’orbite de la Terre.

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