Dans l’objectif ultime de propulser ses missions d’exploration spatiale vers de nouveaux horizons, la NASA a mis au point un prototype de voile solaire baptisé ACS3 (Advanced Composite Solar Sail System). Lancé le 23 avril depuis la Nouvelle-Zélande, son déploiement en orbite a été confirmé par l’agence le 29 août. Cependant, des observations récentes ont révélé que l’ACS3 oscille étrangement dans l’espace. Selon l’équipe de la mission, ce mouvement aurait été anticipé, mais est-ce vraiment le cas ?
Les vaisseaux propulsés par des voiles solaires constituent désormais une composante essentielle des ambitions de développement pour l’exploration spatiale. Une voile solaire capte de minuscules quantités de pression radiative exercée par la lumière solaire pour propulser un vaisseau spatial. Cette technologie présente de nombreux avantages, notamment sa simplicité conceptuelle. L’idée de créer une voile solaire a été évoquée pour la première fois au XVIIe siècle par l’astronome Johannes Kepler.
En 2010, l’agence spatiale japonaise JAXA a lancé une sonde équipée d’une voile de 14 x 14 mètres. Le vaisseau, baptisé IKAROS, a survolé Vénus et a établi le record du premier voilier interplanétaire deux ans plus tard. La NASA a suivi cette voie en 2015 avec le projet Sunjammer, mais ce dernier a été annulé pour des raisons budgétaires. En 2022, la NASA a conçu sa première voile solaire, le NEA Scout, qui a malheureusement été perdue. Cette année, l’agence spatiale a décidé de relever un nouveau défi avec la construction du système de voile solaire composite avancé ACS3. Cette fois, la mission a démarré sous les meilleurs auspices.
Dotée de quatre mâts de 7 mètres chacun, l’ACS3 est une voile solaire composée de polymères et de matériaux composites, couvrant une surface totale de 80 m². Avant son déploiement, elle était repliée dans un satellite de la taille d’un micro-ondes (23 x 23 x 34 cm) de type CubeSat. En avril, l’ACS3 a été lancée à bord d’une fusée Electron de Rocket Lab. Par suite, le CubeSat s’est placé en orbite à environ 1 000 km d’altitude, où il est resté environ quatre mois pour permettre à l’équipe de finaliser les préparatifs nécessaires au déploiement de la voile.
Après un test réussi de son système de mâts de levage, l’ACS3 a été déployée avec succès le 29 août, selon un communiqué du centre de recherche Ames de la NASA. « Nous avons hâte de partager les images en haute résolution de la voile dans les prochaines semaines », ont déclaré les responsables du projet.
Une variation de luminosité inquiétante ?
« L’équipe a vu les premières images captées par les caméras du CubeSat alors que la mission a accompli son objectif principal, à savoir le déploiement de la voile solaire en polymère réflectif », ont déclaré les chercheurs de la NASA. Cependant, en analysant des images de l’ACS3, Marco Lanbroek, professeur spécialisé dans la surveillance de la situation spatiale à l’Université de technologie de Delft aux Pays-Bas, a constaté un mouvement étrange de la voile. Il a observé que l’ACS3 s’assombrissait et s’éclaircissait à plusieurs reprises, ce qui suggère selon lui que la voile est « en train de basculer lentement ou d’osciller sur une période de quelques minutes ».
Lanbroek a également noté que depuis le 30 août, l’excentricité orbitale de l’ACS3 (la trajectoire de la voile autour de la Terre) s’est légèrement modifiée. Cette observation est corroborée par l’équipe de S2A systèmes, qui a également remarqué une incohérence dans une courbe de lumière de la voile mesurée à partir d’observations avec leur télescope, laissant penser que la voile solaire effectue une rotation lente.
« Nous ne pouvons pas confirmer directement les observations du Dr Lanbroek, mais nous considérons que sa conclusion est tout à fait plausible », a déclaré Roger Spinner, directeur général de S2A systems. Cependant, les ingénieurs de la NASA affirment que tout cela était prévu, selon Jasmine Hopkins, spécialiste des affaires publiques pour la direction des missions de technologie spatiale de la NASA. « Le vaisseau spatial est actuellement en train de basculer dans le cadre d’une séquence planifiée de déploiement de la voile », a-t-elle expliqué.
Pour le moment, Hopkins n’a pas apporté plus de détails sur ce qui pourrait expliquer ce mouvement d’oscillation. Elle a souligné cependant que « les communications, l’alimentation et le contrôle d’attitude du vaisseau spatial restent normaux tandis que les responsables de la mission s’efforcent de comprendre et de résoudre la cause de l’interruption en analysant les données du vaisseau spatial ».
Il faut noter que l’ACS3 a déjà rencontré des difficultés lors de son premier déploiement, initialement prévu pour le 26 août. Le moniteur d’alimentation avait détecté des courants de moteur plus élevés. Heureusement, le problème a été résolu en quelques jours. Quoi qu’il en soit, la voile sera encore probablement mise à l’épreuve dans les prochaines semaines afin que les chercheurs puissent en apprendre davantage sur la manière d’exploiter cette technologie pour de futures missions spatiales.