De nouvelles technologies pour préparer les futures missions interplanétaires

Les futures missions scientifiques tireront largement parti des technologies expérimentées sur SMART-1SMART-1. Le système principal de propulsion hélio-électrique adopté pour cette mission est une technique nouvelle, utilisée une seule fois auparavant, faisant appel à des moteurs ioniques alimentés en courant électriquecourant électrique par des panneaux solaires. Ces moteurs délivrent une très petite poussée mais ils peuvent fonctionner des années durant, alors que les moteurs-fuséesfusées chimiques classiques, plus puissants, consomment les ergols en quelques minutes.

Les moteurs ioniques offrent plusieurs atouts majeurs. Leurs besoins en ergols sont nettement inférieurs à ceux des systèmes de propulsion chimiques, d'où une masse moindre au lancement, ce qui accroît la masse disponible pour la charge utile et les instruments scientifiques. Les moteurs ioniques ouvrent la voie à l'exploration de l'espace véritablement lointain en permettant d'allonger considérablement la durée des vols interplanétaires : en effet, s'ils délivrent une poussée plus faible, ils offrent l'avantage de pouvoir fonctionner pendant plusieurs années. La tortuetortue ionique finira par dépasser le lièvre chimique ! De plus, le fait même de délivrer une faible poussée autorise un contrôle d'attitude très précis du véhicule spatial, ce qui constitue un précieux atout pour les missions scientifiques nécessitant un pointage stable et de haute précision. Les futures missions scientifiques de l'ESA reposeront sur des systèmes de propulsion ionique.

SMART-1 expérimentera également de nouvelles techniques de miniaturisation qui se traduiront par un encombrement réduit et des économies de masse. En réduisant la masse de chacun des instruments, on offre aux chercheurs la possibilité d'installer un plus grand nombre d'instruments à bord du véhicule spatial. La charge utile de SMART-1 comprend une douzaine d'expériences technologiques et scientifiques qui seront réalisées par sept instruments représentant une masse totale de 19 kgkg seulement. A titre d'exemple, le télescopetélescope D-CIXS fonctionnant dans le rayonnement X se compose d'un cube de tout juste 15 cm de côté dont la masse est inférieure à 5 kg. La caméra électronique ultra-compacte AMIE n'est pas plus lourde qu'une caméra amateur.

De nouvelles techniques de navigation et de télécommunications spatiales seront également mises à l'épreuve. L'expérience OBAN, basée sur des images prises par la caméra miniature AMIE et les suiveurs stellaires, constitue un premier pas vers les engins spatiaux dits « autonomes ». Dans un avenir qui n'est plus si éloigné, les satellites scientifiques pourront s'orienter moyennant une intervention minimale des équipes de contrôle au sol, en utilisant seulement les étoilesétoiles et d'autres objets célestes pour se guider sur un trajet prédéfini.

En ce qui concerne les télécommunications, les ingénieurs ont besoin de mettre au point, pour les vols interplanétaires de longue durée réalisés sur de grandes distances, des moyens efficaces de communiquer avec la Terre depuis l'espace lointain. SMART-1 conduira une expérience basée sur les ondes radio très courtes (bande Ka, avec l'instrument KaTE) ainsi qu'une expérience destinée à communiquer avec la Terre au moyen d'un faisceau laserlaser au lieu des fréquencesfréquences radio traditionnelles. L'ESA établit d'ores et déjà des liaisons laser avec des satellites de télécommunications depuis la station sol optique de Ténériffe (îles Canaries). Mais il est beaucoup plus difficile de diriger le faisceau lorsque le véhicule spatial, à l'instar de SMART-1, évolue à grande vitessevitesse et loin de la Terre. Les chercheurs espèrent que la caméra AMIE embarquée à bord de la sonde distinguera très nettement la lueur laser émise depuis Ténériffe.