article original publié par Science @ Nasa
auteur : Linda Voss
traduction de Didier Jamet
3 SEPTEMBRE 2002
Les chercheurs de la NASA se posent une question : Quelles seront les percées nécessaires dans le domaine de la production d’énergie pour permettre aux machines et aux humains d’explorer complètement le système solaire ? Voici les premiers éléments de réponse.
Au-delà de toutes les planètes du système solaire, dans une région de l’espace sombre, froide et vide, la sonde Voyager 1 poursuit son périple exploratoire commencé il y a 25 ans. Elle se dirige vers l’héliopause, cette frontière où la zone d’influence du soleil finit, et où commencent les zones d’ombre de l’espace interstellaire.
De là où se trouve Voyager, le Soleil n’est déjà plus que l’étoile la plus brillante dans le ciel, sept mille fois plus faible que vu depuis la terre.
Voyager n’a pas de panneaux solaires. Il ne lui serviraient à rien si loin du soleil. La sonde nous donne de ses nouvelles au moyen de sa propre source d’énergie embarquée, un générateur thermoélectrique radio isotopique de première génération (RTG l’appellent les Américains pour faire court). Il convertit la chaleur engendrée par la désintégration naturelle de son carburant radioactif en électricité, et il le fera au moins jusqu’en 2020.
Toutes les sondes spatiales qui vont nettement au-delà de l’orbite de Mars ont besoin de plus d’énergie que les cellules solaires ne peuvent en fournir.
Le vaisseau Ulysses en est un autre exemple. Il a été lancé en octobre 1990 à partir de la navette spatiale pour une mission d’étude des pôles du soleil. Pour se retrouver au dessus du soleil, Ulysses a d’abord du survoler Jupiter, l’utilisant comme une fronde gravitationnelle pour s’arracher au plan du système solaire dans lequel orbitent les planètes.
À proximité de Jupiter, les rayons du Soleil sont 25 fois plus faibles que dans les parages terrestres. Pour capter cette faible énergie, il aurait fallu doter Ulysses de panneaux solaires pesant 600 kilogrammes, doublant le poids du vaisseau et le rendant trop lourd pour un lancement par la navette. Au lieu de quoi il fut équipé avec un RTG de moins de 60 kilogrammes, qui alimente sans problème tous les systèmes embarqués de la sonde, qu’il s’agisse de la navigation, de la communication où des instruments scientifiques.
Une sonde comme Ulysses a besoin de quelques centaines de watts d’énergie pour ses systèmes embarqués. En comparaison, ceux de la navette consomment de 5 à 10 kilowatts (kW) d’énergie, soit 50 fois plus. La station spatiale internationale (ISS) en consomme encore 10 fois plus, soit environ 100 kW.
L’ISS ne quitte jamais l’orbite terrestre, ce qui réduit ses besoins en énergie. Des missions habitées au-delà de la proche banlieue terrestre nécessiteront de l’énergie non seulement pour les appareils, mais également pour la propulsion et tous les systèmes liés aux besoins des humains lorsqu’ils parviendront à destination, et ce où qu’ils aillent.
