Les voiles solaires diffractives, représentées sur cette illustration conceptuelle, pourraient permettre des missions dans des endroits difficiles d’accès, comme les orbites au-dessus des pôles du Soleil. Crédit : MacKenzi Martin
Comme ;” data-gt-translate-attributes=”[{” attribute=””>NASA’s exploration continues to push boundaries, a new solar sail concept has been selected by the agency for development toward a demonstration mission that could carry science to new destinations.
The Diffractive Solar Sailing project was selected for Phase III study under the NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) program. Phase III aims to strategically transition NIAC concepts with the greatest potential impact for NASA, other government agencies, or commercial partners.
“As we venture farther out into the cosmos than ever before, we’ll need innovative, cutting-edge technologies to drive our missions,” said NASA Administrator Bill Nelson. “The NASA Innovative Advanced Concepts program helps to unlock visionary ideas – like novel solar sails – and bring them closer to reality.”
Just like a sailboat using wind to cross the ocean, solar sails use the pressure exerted by sunlight to propel a craft through space. Existing reflective solar sail designs are usually very large and very thin, and they are limited by the direction of the sunlight, forcing tradeoffs between power and navigation. Diffractive lightsails would use small gratings embedded in thin films to take advantage of a property of light called diffraction, which causes light to spread out when it passes through a narrow opening. This would enable the spacecraft to make more efficient use of sunlight without sacrificing maneuverability.
“Exploring the universe means we need new instruments, new ideas, and new ways of going places,” said Jim Reuter, associate administrator for NASA’s Space Technology Mission Directorate (STMD) at NASA Headquarters in Washington. “Our goal is to invest in those technologies throughout their lifecycle to support a robust ecosystem of innovation.”
De l’exploration humaine de l’espace lointain à la propulsion et à la robotique avancées, le programme NIAC (Innovative Advanced Concepts) de la NASA a pour objectif de changer le possible en soutenant la recherche sur les technologies spatiales en phase initiale qui pourraient radicalement changer l’avenir. Crédit : NASA
La nouvelle phase III du NIAC accordera à l’équipe de recherche 2 millions de dollars sur deux ans pour poursuivre le développement technologique en vue d’une éventuelle mission de démonstration. Le projet est dirigé par Amber Dubill du laboratoire de physique appliquée de l’université Johns Hopkins à Laurel, dans le Maryland.
“Le NIAC nous permet d’encourager certains des concepts technologiques les plus créatifs dans le domaine de l’aérospatiale”, a déclaré Mike LaPointe, responsable par intérim du programme NIAC au siège de la NASA. “Notre objectif est de changer le possible, et la voile solaire diffractive promet de le faire pour un certain nombre de nouvelles applications de mission passionnantes.”
La voile solaire diffractive étendrait les capacités des voiles solaires au-delà de ce qui est possible avec les missions en développement aujourd’hui. Le projet est dirigé par Amber Dubill du laboratoire de physique appliquée de l’université Johns Hopkins à Laurel, dans le Maryland. La faisabilité du concept a déjà été étudiée dans le cadre de la phase I et de la phase II du NIAC, sous la direction de Grover Swartzlander, de l’Institut de technologie de Rochester, dans l’État de New York, qui reste cochercheur sur le projet. Les Johnson, responsable de deux des prochaines missions de voile solaire de la NASA au Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, en Alabama, est également cochercheur. Dans le cadre des bourses précédentes, l’équipe a conçu, créé et testé différents types de matériaux pour voiles diffractives, mené des expériences et conçu de nouveaux schémas de navigation et de contrôle pour une éventuelle mission de voile solaire diffractive en orbite autour des pôles du Soleil.
Les travaux de la phase III permettront d’optimiser le matériau de la voile et d’effectuer des tests au sol en soutien à cette mission solaire conceptuelle. Les orbites passant au-dessus des pôles nord et sud du Soleil sont difficiles à atteindre avec la propulsion conventionnelle des engins spatiaux. Des voiles légères et diffractives, propulsées par la pression constante de la lumière solaire, pourraient placer une constellation de vaisseaux spatiaux scientifiques en orbite autour des pôles du Soleil afin de faire progresser notre compréhension du Soleil et d’améliorer nos capacités de prévision de la météo spatiale.
“La voile solaire diffractive est une version moderne de la vision des voiles lumineuses, vieille de plusieurs décennies. Bien que cette technologie puisse améliorer une multitude d’architectures de mission, elle est prête à avoir un impact important sur les besoins de la communauté héliophysique en matière de capacités d’observation solaire uniques”, a déclaré Dubill. “Grâce à l’expertise combinée de notre équipe en matière d’optique, d’aérospatiale, de voile solaire traditionnelle et de métamatériaux, nous espérons permettre aux scientifiques de voir le Soleil comme jamais auparavant.”
Le NIAC soutient les idées de recherche visionnaires par le biais de plusieurs programmes progressifs. phases d’étude. La NASA a annoncé 17 phases I et II sélections de propositions en février 2022. Le NIAC est financé par la STMD de la NASA, qui est chargée de développer les nouvelles technologies et capacités transversales dont l’agence a besoin pour réaliser ses missions actuelles et futures.
