La Planetary Society vient de dévoiler son nouveau projet de voile solaire, 4 ans après sa tentative ratée de lancer pour la première fois une voile solaire (Cosmos-1). Un échec imputable au lanceur russe Volna qui n’avait pas permis à Cosmos-1 d’atteindre son orbite de 800 km.

De Cosmos-1 à LightSail

Ce projet nommé LightSail a été rendu possible par le don d’un million de dollars d’une firme US du secteur spatial. Il est bien plus ambitieux que celui de 2005 car, il prévoit le lancement de 3 voiles solaires ces prochaines années. Pour la Planetary Society, il s’agit de démontrer la faisabilité d’utiliser des voiles solaires comme plateforme pour observer et surveiller la Terre et/ou le Soleil.

La première, LightSail-1, devrait être lancée en 2010 et démontrera le principe de la voile solaire. C’est-à-dire que le Soleil peut effectivement propulser un engin spatial. Le satellite sera construit par Stellar Exploration à partir de 3 petits satellites CubeSat. Quant à la voile, elle aura une superficie de 32 m², contre 600 m² pour Cosmos-1, et sera faite en mylar, un polymère, très fin, très léger et très réfléchissant. Cette voile sera placée à plus de 800 km d’altitude de la Terre pour échapper à la trainée de l’atmosphère supérieure.

Lightsail-2 fera la démonstration d'un vol de plus longue durée sur une orbite plus élevée. Enfin, Lightsail-3 devrait rejoindre le Point Lagrange numéro 1 pour y stationner de façon permanente d’où elle observera le Soleil pour des applications de météorologie spatiale.

Voile solaire

Le principe des voiles solaires est analogue à celui des voiles à vent mais, ce sont les flux de photons solaires, et non les courants d’air, qui poussent le satellite. En "rebondissant" sur la voile qui agit comme un miroir, les radiations solaires exercent une poussée sur celle-ci. La pression solaire est très faible et diminue proportionnellement au carré de la distance au Soleil. Mais elle agit en permanence. Autrement dit, il faut maximiser le rapport S/m (surface par rapport à la masse du satellite) mais rapidement la masse du satellite devient la masse de la voile.

Applications futures

Bien qu'aucun programme aujourd'hui envisage d'utiliser un tel système de propulsion, il est tout à fait possible de l'envisager pour des missions interplanétaires et interstellaires ou comme système de transport bon marché pour le transport de charges lourdes vers la Lune ou Mars. Il faut évidemment choisir des trajectoires qui au départ se rapprochent du Soleil afin d'acquérir de la vitesse. C'est tout un système avec beaucoup de facteurs interdépendants mais on pourrait arriver, en théorie, à des voyages énergétiquement très économiques, au prix sans doute de temps de transferts très longs ce qui paraît peu adapté aux vols humains.

C’est également la seule technologie facilement maitrisable qui peut nous permettre d’envoyer un satellite vers une étoile ou d’explorer les régions éloignées du Système Solaire sans propergols.

Bien que très simple dans son principe et permettant une totale autonomie de navigation, ce mode de propulsion n’a jamais été utilisé dans les vols spatiaux. Cependant, certains satellites de télécommunications utilisent, pour leur contrôle d'attitude, la pression solaire sur des volets orientables situés à l'extrémité de leurs générateurs solaires.