Certaines des meilleures choses de la science sont élégantes et simples. Un nouveau système de propulsion en cours de développement en Espagne est à la fois ces éléments et pourrait aider à résoudre un problème croissant avec les satellites de la Terre: la prolifération des déchets spatiaux.
Des chercheurs de l'Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) et de l'Universidad Politécnica de Madrid (UPM) en Espagne font breveter un nouveau type de système de propulsion pour les satellites en orbite qui n'utilise aucun propulseur ou consommable. Le système est essentiellement une attache, sous la forme d'une bande d'aluminium de quelques kilomètres de long et de quelques pouces de large, qui sort du satellite. Les chercheurs appellent cela un lien spatial.
«Il s'agit d'une technologie perturbatrice car elle permet de transformer l'énergie orbitale en énergie électrique et vice versa sans utiliser aucun type de consommable». - Gonzalo Sánchez Arriaga, UC3M.
Le lien spatial léger est enroulé lors du lancement et une fois que le satellite est en orbite, il est déployé. Une fois déployée, la bande peut soit convertir l'électricité en poussée, soit la pousser en électricité. Les chercheurs espagnols derrière cela disent que les liens spatiaux seront utilisés par paires.
Le système est basé sur ce que l'on appelle une attache à «faible fonction de travail». Un revêtement spécial sur l'attache a amélioré les propriétés d'émission d'électrons lors de la réception de la lumière du soleil et de la chaleur. Ces propriétés spéciales lui permettent de fonctionner de deux manières. «Il s'agit d'une technologie perturbatrice car elle permet de transformer l'énergie orbitale en énergie électrique et vice versa sans utiliser aucun type de consommable», a déclaré Gonzalo Sánchez Arriaga, chercheur Ramón y Cajal au département de génie biologique et aérospatial de l'UC3M.
Alors qu'un satellite perd de l'altitude et se rapproche de la Terre, l'attache convertit cette poussée causée par la gravité en électricité pour les systèmes spatiaux à utiliser. Lorsqu'il s'agit d'installations en orbite comme la Station spatiale internationale (ISS), ce système d'attache pourrait résoudre un problème ennuyeux. Chaque année, l'ISS doit brûler une quantité importante de propulseur pour maintenir son orbite. L'attache peut générer de l'électricité lorsqu'elle se rapproche de la Terre, et cette électricité pourrait remplacer le propulseur. «Avec une attache à faible travail et l'énergie fournie par le panneau solaire de l'ISS, la traînée atmosphérique pourrait être compensée sans l'utilisation de propulseur», a déclaré Arriaga.
«Contrairement aux technologies de propulsion actuelles, l'attache à faible travail n'a besoin d'aucun propulseur et utilise les ressources naturelles de l'environnement spatial telles que le champ géomagnétique, le plasma ionosphérique et le rayonnement solaire.» - Gonzalo Sánchez Arriaga, UC3M.
Pour les satellites disposant d'une grande puissance embarquée, l'attache fonctionne en sens inverse. Il utiliserait l'électricité pour fournir une poussée à l'engin spatial. Ceci est particulièrement utile pour les satellites en fin de vie opérationnelle. Plutôt que de languir en orbite pendant longtemps en tant que débris spatiaux, le satellite abandonné pourrait être contraint de rentrer dans l'atmosphère terrestre où il brûlerait sans danger.
Le système de liaison spatiale est basé sur ce qu'on appelle la traînée de Lorentz. La traînée de Lorentz est un effet électrodynamique. (Les passionnés d'électrodynamique peuvent tout lire ici.) Je n'entrerai pas trop profondément dedans car je ne suis pas physicien, mais les chercheurs espagnols suggèrent que la traînée de Lorentz peut être facilement observée en regardant un aimant tomber à travers un tube de cuivre . Voici une vidéo.
Les organisations spatiales ont manifesté leur intérêt pour l'attache à faible fonction de travail, et l'équipe espagnole fait passer le mot à des experts aux États-Unis, au Japon et en Europe. La prochaine étape est la fabrication de prototypes. «Le plus grand défi est sa fabrication, car l'attache doit rassembler des propriétés d'émission optique et électronique très spécifiques», explique Sánchez Arriaga.
Le ministère espagnol de l'Économie, de l'Industrie et de la Compétitivité a accordé à l'équipe espagnole une subvention pour étudier les matériaux du système. L'équipe a également soumis une proposition de financement au consortium de la Commission européenne sur les technologies futures et émergentes (FET-Open). «Le projet FET-OPEN serait fondamental car il envisage la fabrication et la caractérisation de la première attache à faible travail et le développement d'un kit de désorbitation basé sur cette technologie à tester lors d'une future mission spatiale. S'ils étaient financés, ce serait un tremplin vers l'avenir des attaches à faible fonction de travail dans l'espace », a conclu Sanchez Arriaga.
Dans cette vidéo, Gonzalo Sanchez Arriaga explique le fonctionnement du système. Si vous ne parlez pas espagnol, activez simplement les sous-titres.
