Voile électrique de la NASA: première vérification de concept

Au Marshall Space Flight Center , les tests ont commencé dans le cadre d'un projet de développement d'une voile électrique, un moteur spatial révolutionnaire capable de livrer un vaisseau spatial au bord du système solaire à vitesse maximale et de le pousser hors de l'héliosphère. Les tests fourniront des données pour simuler le dispositif du système de transit électrostatique rapide héliopause (HERTS) lui-même .

Comme une voile solaire, une voile électrique utilise la pression du vent solaire, mais pas de photons, mais de protons. Cela a ses avantages. Les photons cessent de donner la traction nécessaire déjà à une distance de 5 UA du Soleil, quelque part dans la région de la ceinture d'astéroïdes, mais les protons sont une question complètement différente. La voile électrique va encore accélérer même à une distance de 16-20 voire 30 au du soleil! Si vous croyez aux calculs, à ce moment, il atteindra une vitesse très élevée. Par exemple, une distance d'environ 100 UA avant l'héliopause, il vaincra en moins de 9,9 ans avec l'accélération de Jupiter, ou en 11 ans sans accélération, trois fois plus rapide que Voyager 1 et deux fois plus vite qu'un véhicule à voile solaire.


L'ingénieur de la NASA Bruce Wigmann dirige le développement. Dans ses mains se trouve un câble en aluminium de 1 mm d'épaisseur, une voile électrique sera constituée de tels câbles.

L'appareil se compose d'une série de câbles longs et minces avec une charge positive élevée et un canon à électrons embarqué dirigé contre le mouvement du vaisseau spatial. Un flux d'électrons provenant du canon charge les câbles, de sorte qu'un métal chargé positivement repousse les protons du vent solaire et reçoit un élan. Le soleil émet des protons à des vitesses de 400 à 750 km / s - les soi-disant vents solaires rapides et lents. Le concept a été proposé en 2006 par le scientifique finlandais Pekka Janhunen .

La voile électrique de la NASA sera composée de 10 à 20 câbles en aluminium d'un diamètre d'environ 1 mm et d'une longueur de 20 km chacun. Ainsi, la voile forme un cercle d'un diamètre de 40 kilomètres. Après avoir pris la position de départ, l'appareil commencera à tourner lentement (environ un tour par heure) et les câbles eux-mêmes s'étireront sur toute leur longueur en raison de la force centrifuge.

Après cela, il commencera à se déplacer lentement. À une distance de 1 UA du Soleil, la poussée estimée est d'environ 0,150 mN.

La surface effective de la voile électronique HERTS est d'environ 600 km ² à une distance de 1 UA du Soleil et augmente à plus de 1200 km ² par 5 au



Les tests sont actuellement en cours dans le simulateur de test de l'environnement solaire à haute intensité du vent solaire (illustré ci-dessous), qui mesure le nombre de collisions de protons et d'électrons du vent solaire avec un câble chargé positivement. Les ingénieurs utilisent intentionnellement un câble en acier au lieu de l'aluminium. Bien que l'acier soit plus dense que l'aluminium, c'est un matériau inoxydable qui simule les propriétés inoxydables de l'aluminium dans l'espace et permet des tests plus longs.



Les capteurs mesurent la réflexion des protons d'un câble chargé et le nombre d'électrons attirés par celui-ci. Ces informations sont nécessaires pour développer les spécifications du pistolet électronique sur l'appareil.

À l'heure actuelle, le système HERTS est à un stade de préparation technologique faible, admet la NASA. Même si les résultats des tests en chambre, la modélisation et la vérification des systèmes de déploiement de câbles sont réussis, et ces tests durent deux ans, il y aura encore beaucoup de travail pour concevoir et fabriquer une voile électrique. Le premier vaisseau spatial sur un tel moteur, nous ne pouvons le voir que dix ans plus tard.

Source: https://habr.com/ru/post/fr393001/