La NASA prépare un essaim de microsatellites vers la lune

Il semble que l'agence spatiale américaine soit sérieusement prête à développer la technologie CubeSat pour la recherche dans l'espace lointain. En 2018, il est prévu de lancer une fusée ultra-lourde SLS, qui enverra non seulement le vaisseau spatial Orion sur la lune , mais aussi une douzaine de satellites, chacun ne pesant pas plus de 15 kg.

SLS - c'est une fusée de nouvelle génération, qui, cependant, répète les capacités des fusées ultra-lourdes du passé - Saturn V et Energy. Plus précisément, il ne les atteint même pas en termes de capacités, mais dépasse presque trois fois tous les missiles lourds existants au pouvoir. Les SLS sont créés dans le cadre du concept "Fly to the Moon, Asteroids and Beyond". Son objectif principal est de lancer le vaisseau spatial habité Orion sur des orbites interplanétaires. Bien qu'ils travaillent actuellement sur des missions scientifiques sans pilote, la tâche principale du SLS est d'envoyer des gens.



Sur le premier vol, Orion devrait voler vide, c'est-à-dire sans équipage. Seuls les capteurs et les caméras seront embarqués. Mais la masse libérée sera occupée par des microsatellites expérimentaux, qui devraient tester de nouvelles technologies dans l'espace interplanétaire et mener des recherches supplémentaires sur la lune.



Auparavant, des satellites lunaires étaient lancés pesant des dizaines de kilogrammes et jusqu'à plusieurs tonnes. De tels appareils, en règle générale, étaient chargés d'un grand nombre d'appareils scientifiques. Cela a permis de mener des recherches approfondies et de travailler avec les résultats de plusieurs équipes de scientifiques de différentes organisations ou pays. Mais il y avait quelques difficultés: les appareils se disputaient l'énergie, l'utilisation des lignes radio et les heures de travail. C'est-à-dire que pour mener une étude globale avec chaque instrument, le satellite avait besoin de beaucoup de temps, ce qui n'était pas toujours le cas.

Maintenant, ils se préparent à tester un nouveau concept: un appareil - un satellite. Ou: une expérience - un satellite. Malgré le fait que les engins spatiaux traditionnels coûtent des dizaines ou des centaines de millions de dollars. Les nouveaux microsatellites ont coûté 1 à 2 millions de dollars.

Il y a un hic: les véhicules lunaires traditionnels ont été créés à partir de composants résistants aux radiations. Et la technologie CubeSat implique l'utilisation de l'électronique industrielle, qui a été créée pour l'industrie terrestre et n'était pas préparée pour l'espace. Mais, comme l'a montré la pratique de longue date de l'exploitation de CubeSat industriels, ils tolèrent bien les conditions spatiales. Bien sûr, dans les orbites basses, la magnétosphère terrestre protège contre les éruptions solaires, mais les microsatellites maintiennent un rayonnement galactique, un vide et des différences de température assez décents. Certains parviennent à s'entraîner pendant plusieurs années. Cependant, pour la lune, les nœuds clés envisagent de prendre du JPL - radostoyky.



L'utilisation de micro ou nanosatellites CubeSat permet de tester de nouvelles technologies dans l'espace beaucoup plus rapidement et à moindre coût. En effet, assembler et lancer un tel appareil est beaucoup moins cher et plus rapide qu'un satellite traditionnel de plusieurs centaines de kg. Dans chaque nouveau vol, vous pouvez utiliser ces composants qui se sont bien montrés dans la génération précédente et mettre quelque chose de nouveau. De cette façon, "l'évolution cosmique" est fortement accélérée, ce qui garantit des progrès dans l'étude de l'espace.

Maintenant, la NASA a décidé qu'il était temps de porter CubeSat à un nouveau niveau - interplanétaire. Une paire de microsatellites pour Mars en 2016 est déjà en préparation, et maintenant il y en a aussi une douzaine pour la Lune.



Jusqu'à présent, seuls les deux premiers appareils ont été décrits plus en détail. Sur chacun d'eux, il y aura de l'électronique "cubique" élaborée en orbite proche de la Terre, mais en plus de cela, il y aura des instruments de recherche avancés et des moyens supplémentaires nécessaires dans l'espace. Les universités participent activement au développement, c'est-à-dire En plus de la science et de la technologie, ces CubeSat feront également de l'éducation.

Le satellite IceCube du facteur de forme 6U (12x24x36 cm) devrait étudier la géologie de la lune et rechercher des dépôts de glace d'eau. Cette tâche sera effectuée par le spectromètre explorateur compact haute résolution à large bande infrarouge (BIRCHES). Il s'agit d'un spectromètre infrarouge similaire au New Horizons LEISA .



Un système de moteur à volant à trois axes et un moteur ionique seront utilisés pour contrôler le vaisseau spatial IceCubeBIT-3 RF . Il est difficile de se passer d'un turboréacteur dans l'espace lointain, c'est donc un outil pratiquement nécessaire, surtout si le satellite doit regarder dans un sens, puis dans l'autre.

Malgré le fait que le satellite soit lancé par une fusée qui passe, il doit effectuer de nombreuses manœuvres pour atteindre la lune. Le problème est que la fusée ne réglera que l'accélération en direction de la lune, puis le satellite devra freiner de lui-même pour entrer dans l'orbite autour de la lune. Le moteur ionique ne permet pas de produire un freinage rapide, vous devez donc utiliser la gravité de la Terre, de la Lune et du Soleil.



Vers le vaisseau spatial Lunar Flashlightchargé de tâches plus ambitieuses. Tout d'abord, il utilisera une voile solaire d'une superficie de 80 m² pour ralentir près de la Lune et transférer sur l'orbite cible. Deuxièmement, atteignant une hauteur d'orbite de 20 km, Lunar Flashlight justifiera son nom et projettera des rayons de soleil sur les cratères de la nuit éternelle aux pôles de la lune. Les résultats de l'éclairage seront enregistrés par une caméra infrarouge à bord du satellite.



Ces méthodes exotiques de déplacement dans l'espace et de recherche sont utilisées pour tester l'hypothèse de dépôts de glace ouverts sur la lune. Voici basées sur l'expérience acquise dans l' étude de Mercure. Là, de la glace dans les cratères polaires a été trouvée à l'aide d'un laser, dont la réflexion a été enregistrée dans les profondeurs et l'obscurité. Certes, les glaciers y ont été examinés à l'aide de radiotélescopes, mais cela n'a pas été enregistré sur la lune.



À l'avenir, le concept de lampe de poche lunaire devrait être utilisé pour étudier les astéroïdes proches de la Terre. Quant aux expériences lunaires, je n'aurais pas espéré la mise en œuvre pleinement réussie des programmes prévus, trop de solutions audacieuses et non testées à la fois. Mais c'est l'essence même du progrès: aller là où personne d'autre n'a été et vérifier l'équipement à sa charge maximale. Chaque nouvelle étape sera encore plus fructueuse.

Source: https://habr.com/ru/post/fr382659/