La campagne Kickstarter veut envoyer de minuscules satellites hors de l'orbite terrestre

Un mini-satellite, pas plus gros qu'une miche de pain, pourrait sortir de l'orbite terrestre dès l'année prochaine si une campagne de financement participatif pour soutenir le développement d'un petit système de propulsion réussit. Si de tels petits engins spatiaux peuvent être amenés à fonctionner loin de la Terre, ils pourraient un jour faire des expéditions peu coûteuses vers les astéroïdes, Mars et au-delà.

Pain de l'espace : Le rendu de cet artiste montre un CubeSat à trois unités avec une unité de propulsion.

Les engins spatiaux interplanétaires sont généralement plus gros qu'une voiture, coûtent des centaines de millions à des milliards de dollars et prennent de nombreuses années à se développer et à être lancés. Ces dernières années, des chercheurs se sont demandé comment envoyer de petits satellites, appelés CubeSats, qui ont été lancés en orbite terrestre au cours de la dernière décennie, principalement par des équipes universitaires, plus loin.

Des chercheurs de l'Université du Michigan ont conçu un système de propulsion qui, selon eux, est prêt à envoyer un CubeSat en expédition dans l'espace lointain. Leur campagne sur le site de collecte de fonds Kickstarter demande 200 000 $ pour payer le développement nécessaire pour faire un lancement de test l'année prochaine.

Depuis le 4 juillet, plus de 800 personnes ont promis plus de 32 000 $ au projet CubeSat Ambipolar Thruster. C'est bien en deçà de l'objectif final, mais la campagne semble susceptible de réussir grâce à l'intérêt de certains donateurs aux poches profondes. Nous avons déjà eu quelques personnes qui nous ont contacté et nous ont dit qu'elles voulaient juste financer le tout, dit le chef d'équipe Benjamin Longmier . Les chercheurs du Michigan ont également demandé des subventions à des agences gouvernementales américaines.

Le satellite pourrait être lancé dans un an, dit Longmier, et se lancer dans un voyage interplanétaire après avoir été testé en orbite terrestre basse. On ne sait pas combien de temps elle survivrait, mais sur la page Kickstarter, l'équipe plaisante en disant que dans 100 millions d'années, la petite sonde pourrait être trouvée et exposée dans un musée du système Alpha Centauri.

Aucun CubeSat n'a quitté l'orbite terrestre auparavant, mais l'équipe du Michigan pense que son système de propulsion résout un obstacle clé à une exploration interplanétaire moins chère. Les CubeSats sont fabriqués à partir d'une ou plusieurs boîtes à instruments de 10 centimètres de large, et s'attelent à l'orbite avec des vaisseaux spatiaux plus gros et plus chers. Cela limite les types de systèmes de propulsion qui peuvent être installés sur un CubeSat. Les systèmes courants qui utilisent des produits chimiques explosifs ou des gaz hautement pressurisés pour produire une poussée poseraient trop de risques aux partenaires de lancement plus chers d'un CubeSat. Presque tous les quelque 100 CubeSats lancés à ce jour n'avaient aucun système de propulsion.

Le système du Michigan ne présenterait aucun danger pour le lancement avec lequel il faisait de l'auto-stop car il utiliserait un propulseur non explosif tel que de l'iode ou de l'eau stockée dans un conteneur non pressurisé.

Pour propulser le satellite, un appareil de chauffage vaporiserait le propulseur, envoyant des atomes neutres de gaz dans une petite chambre. Une antenne radio autour de cette chambre alimenterait le gaz, provoquant des collisions qui feraient tomber les électrons des atomes de gaz pour créer un plasma. Un aimant permanent en forme d'anneau accélérerait ensuite ces particules chargées hors d'une buse pour pousser le CubeSat dans la direction opposée.

L'équipe du Michigan affirme que son système pourrait tenir dans un module de 10 centimètres de large d'un CubeSat à trois unités et le propulser à des vitesses allant jusqu'à 10 kilomètres par seconde. Cela suffirait à pousser le satellite à au moins un million de kilomètres de la Terre, hors de l'emprise gravitationnelle de la planète.

Paulo Lozano , directeur du laboratoire de propulsion spatiale du MIT, dit avoir des doutes sur le projet. Le plasma devra être extrêmement dense pour fournir des ions pour la poussée, dit-il, et les plasmas à haute densité ont tendance à endommager tout ce avec quoi ils entrent en contact. S'ils sont capables de le faire, c'est formidable, déclare Lozano, qui développe un autre système de propulsion électrique qui utilise des ions dans des liquides salés, plutôt que des plasmas, pour générer une poussée.

Longmier répond que l'aimant qui dirige le jet d'ions hors du propulseur empêchera également la plupart du plasma d'entrer en contact avec les parois de sa chambre, laissant suffisamment de temps à un CubeSat pour s'échapper de l'orbite terrestre. Il semble que nous puissions traiter jusqu'à environ 10 à 20 kilogrammes de propergol avec notre petit propulseur, dit Longmier, et les simulations suggèrent que moins de trois kilogrammes sont nécessaires pour envoyer un CubeSat au-delà de la Terre. L'érosion, dit-il, semble être un non-problème.

D'autres composants d'engins spatiaux, tels que les systèmes d'alimentation et de communication, doivent encore être développés pour que les CubeSats puissent faire beaucoup lorsqu'ils sont loin de la Terre. Mais dans quelques années, ils pourraient être envoyés pour étudier les astéroïdes ou pour rechercher des signes de vie sur des lunes glaciales lointaines, écrit l'équipe sur sa page Kickstarter. En raison de leur taille, les petites sondes peuvent ne prendre qu'un seul type de mesure à chaque emplacement plutôt que de transporter plusieurs instruments comme un engin traditionnel, mais Lozano dit qu'elles ont un gros avantage par rapport aux missions plus importantes : elles sont très bon marché.

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