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La propulsion
Le système de propulsion autonome après lancement de New Horizons
sera utilisé aussi bien pour les corrections de trajectoire que
pour les modifications d'attitude (pointage des instruments). La
vitesse du vaisseau spatial étant définitivement acquise par la
lancement, puis éventuellement par réaction de gravitation au voisinage
de Jupiter, aucun étage propulseur supplémentaire n'a été prévu.
16 propulseurs à hydrazine sont répartis en 8 groupes tout autour
de la sonde, associés à un réservoir de propergols et l'ensemble
de canalisations nécessaires. 4 moteurs d'une poussée unitaire de
4,4 newtons (450 grammes) seront utilisés pour les modifications
de trajectoire, tandis que 12 moteurs de 0,8 newtons (82 grammes)
assureront le contrôle d'attitude. L'ensemble des 16 moteurs est
partagé en deux groupes complètement séparés et constituent deux
systèmes redondants. New Horizons embarque 77 kg d'hydrazine, confinée
dans un réservoir en titane pressurisé à l'hélium.
Energie électrique
L'énergie solaire étant inutilisable à cette distance, New Horizons
sera alimentée par un générateur à isotopes radioactifs (RTG) capable
de fournir suffisamment d'énergie durant plusieurs décennies.
Un RTG ne renferme aucune pièce en mouvement, et n'utilise ni la
fission ni la fusion pour produire de l'énergie. Son fonctionnement
se base sur la décroissance radioactive d'un élément, ici le bioxyde
de plutonium 238 - un isotope non utilisé à des fins militaires
- dont la chaleur dégagée par ce processus naturel est convertie
en électricité par un thermocouple transistorisé.
Environ 11 kg de bioxyde d e
plutonium fournis par le Département de l'Energie américain ont
été embarqués à bord de New Horizons et assureront une puissance
de départ de 240 watts sous 30 volts en courant continu, qui sera
directement utilisée car la sonde n'embarque pas d'accumulateurs.
Cette puissance décroîtra lentement (environ 3,5 watts par année),
et 200 watts seront encore fournis au minimum lorsque New Horizons
croisera Pluton en 2015 (selon les meilleures prévisions). Si le
niveau énergétique est trop bas, l'ordinateur de bord programmera
un fonctionnement alterné des instruments de bord afin d'amoindrir
la consommation électrique.
Particulièrement vitale, la distribution de l'énergie à bord de
New Horizons a été organisée sur le principe de la "redondance massive",
comprenant 96 connecteurs et plus de 3200 faisceaux câblés.
Le RTG et la sécurité
Dans le coeur du RTG, le bioxyde de plutonium se présente sous la
forme d'une céramique spécialement formulée, résistante au feu,
façonnée en billes pour réduire les possibilités de dispersion du
combustible lors d'un accident au lancement ou d'une rentrée atmosphérique
intempestive. Cette forme de céramique est totalement insoluble
dans l'eau et réagit très peu avec d'autres éléments chimiques.
Si elle est fracturée, cette céramique a tendance à se briser en
de gros fragments qui présentent moins de risques de dispersion
que de petites particules.
Le carburant est réparti dans chaque élément du RTG dans 18 petites
unités modulaires indépendantes, chacune possédant son propre bouclier
thermique et son blindage. De multiples couches de matières protectrices
les entourent et les encapsulent, composées entre autres d'iridium
et de graphite à haute résistance, réduisant encore les risques
d'exposition du bioxyde de plutonium en cas d'accident. L'iridium,
un métal extrêmement solide et résistant à la chaleur et à la corrosion,
est directement en contact avec les billes de céramique tandis que
plusieurs couches de graphite extrêmement résistant aux hautes températures
assurent une protection supplémentaire.
En 40 années d'exploration spatiale, 24 RTG ont été installés à
bord de satellites et de sondes, et aucun n'a connu de défaillance,
même mineure. Trois missions ont connu des fonctionnements défectueux,
pour d'autres raisons. Le RTG installé à bord du module lunaire
d'Apollo 13, qui s'est désintégré dans l'atmosphère au-dessus de
l'océan après l'échec de la mission, a été la démonstration de l'efficacité
des protections puisque les détecteurs n'ont pu mettre en évidence
la moindre trace de radioactivité dans la zone de chute.
© Space News International
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