Vers l'infini et au-delà, avec une nuée de petites machines • The Register

Boffins pense que l'avenir de l'exploration spatiale pourrait appartenir à de petites sondes abordables naviguant sous la puissance du Soleil.

Dans un article pré-imprimé intitulé « BLISS : Interplanetary Exploration with Swarms of Low-Cost Spacecraft », les auteurs Alexander Alvara, Lydia Lee, Emmanuel Sin, Nathan Lambert, Andrew Westphal et Kristofer Pister présentent un projet qui vise à aller là où aucun on l'a déjà fait avec une flotte de petits vaisseaux spatiaux bon marché, alimentés par Linux.

"Le projet BLISS vise à démontrer que les technologies de téléphonie mobile et autres miniaturisations via les progrès technologiques permettent des capacités sans précédent dans l'espace", déclarent les auteurs, affiliés à l'Université de Californie à Berkeley, dans leur article.

Les vaisseaux spatiaux BLISS, chacun pesant environ 10 grammes, sont plus petits qu'un CubeSat de 10 cm3 et 1,33 kg (3 lb). Le design BLISS représente un circuit imprimé relié à un panneau solaire pour former une forme en T, remorqué par une voile solaire beaucoup plus grande avec une « voile roulante » supplémentaire pour permettre la rotation de l'engin.

Ces vaisseaux spatiaux, dont le coût est estimé à moins de 1 000 dollars chacun, se composent de : une voile carrée en mylar de 1 m2 ; moteurs à système microélectromécanique (MEMS) pour le contrôle des voiles ; une unité de mesure inertielle (IMU) pour la détection de rotation ; un émetteur laser et un récepteur optique à diode à avalanche de photons uniques (SPAD) ; une ailette de radiateur en graphite pyrolytique hautement orienté (HOPG) pour le contrôle thermique ; une batterie lithium-polymère ; un appareil photo iPhone ; un PC VoCore2 exécutant Linux et un logiciel personnalisé ; et les cellules solaires Alta.

Les lecteurs réguliers de Reg sauront que Linux est déjà allé dans l'espace : par exemple, sur la Station spatiale internationale et sur Mars. Et SpaceX utilise une distribution Linux personnalisée dans ses satellites Internet haut débit Starlink.

Les plus grands engins spatiaux propulsés par des voiles solaires sont difficiles à construire, coûteux et nécessitent généralement des missions de l'ordre d'une douzaine d'années en raison des temps de transit impliqués, affirment les auteurs. Même les CubeSats, disent-ils, nécessitent des centaines de mètres carrés de surface de voile pour fournir une propulsion utile.

Pour un vaisseau spatial de 10 grammes, une voile solaire de 1 m2 présente l’option de propulsion la plus pratique, et la conception BLISS, affirment-ils, fonctionnerait bien à grande échelle. Une flotte d'un millier de personnes ne pèserait que 10 kilogrammes et la pile de voiles pour les propulser vers l'avant n'aurait que quelques millimètres d'épaisseur.

Les chercheurs de Berkeley suggèrent qu'une mission initiale appropriée consisterait à photographier entre dix et quelques centaines d'objets géocroiseurs (NEO).

"Il existe environ 20 000 objets géocroiseurs connus, dont environ 1 000 seraient des astéroïdes de plus de 1 km de diamètre", notent-ils. "Seuls 10 de ces objets géocroiseurs ont été visités par des vaisseaux spatiaux."

En modélisant un voyage vers Bennu – un astéroïde géocroiseur visité en 2020 par le vaisseau spatial Osiris-REx de la NASA – les scientifiques spatiaux estiment que les navires BLISS pourraient effectuer une mission aller-retour en un peu plus de 5,1 ans (1 866 jours).

La mission Osiris-REx a duré un peu plus de sept ans (2 572 jours) et les échantillons devraient revenir sur Terre en septembre. La mission aura coûté environ 1,2 milliard de dollars une fois achevée.

Après avoir effectué un test de visite NEO, l’équipe BLISS propose de collecter du matériel provenant de milliers de comètes de la famille Jupiter à l’aide du vaisseau spatial. Ils observent que la plus récente enquête planétaire décennale américaine a identifié la récupération d'échantillons de comètes comme une mission hautement prioritaire, mais qu'elle n'a pu être achevée qu'au milieu des années 2040 en utilisant une approche proposée dans le cadre du concours New Frontiers. Avec un essaim de vaisseaux BLISS de 10 grammes, ils insistent sur le fait que la mission pourrait être achevée au cours de la prochaine décennie.

Quant à la protection contre les radiations, BLISS espère le meilleur. "Le budget de masse du BLISS ne permet pas un blindage suffisant pour avoir un impact significatif sur la dose frappant l'électronique", déclarent les auteurs. "Néanmoins, des composants électroniques soigneusement conçus devraient être capables de survivre à une mission de plusieurs années avec une probabilité suffisante."

Et sinon, cela vaut peut-être la peine de sacrifier quelques machines Linux bon marché au nom de la science. ®