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samedi 28 septembre 2013

Projet de démonstrateur de méthode de désorbitation de débris spatiaux

La JAXA a publié le 4 septembre 2013 un communiqué de presse faisant étant d'un projet de démonstration en orbite d'une technologie associée à la récupération de gros débris orbitaux. Il s'agirait d'utiliser le cargo HTV pour tester les caractéristiques d'un câble électrodynamique (Electrodynamic Tether).

Figure 1 : Schéma de fonctionnement d'un système de
désorbitation de débris avec un câble électrodynamique

Crédits : JAXA

Après avoir évalué les avantages et désavantages d'une mission utilisant plutôt un étage supérieur de fusée ou un satellite dédié, la JAXA a conclu que l'utilisation du cargo présentait le meilleur compromis car permettant notamment l'utilisation de systèmes déjà disponibles comme les liens de communication ou l'alimentation électrique. Cette expérience pourrait être réalisée au cours de la mission du cargo HTV-6, programmée durant l'été 2015. Elle représenterait une première mondiale selon la JAXA. Il s'agirait de tester uniquement la faisabilité d'utilisation d'un câble électrodynamique, et non la phase d'approche du débris ou sa capture. La technologie concernée fonctionne sur le principe suivant : un câble conducteur fin est déroulé à partir du débris à l'aide d'un contrepoids. L'interaction du câble avec le plasma ambiant génère un courant, qui à son tour par interaction avec le champ magnétique terrestre exerce une force de Lorentz sur l'ensemble câble + débris + contrepoids dont l'orbite va être progressivement abaissée. De manière plus détaillée, la mission se déroulerait en plusieurs étapes, avec tout d'abord séparation d'un engin (end mass) à partir du corps du cargo et entraînant avec lui le câble, mesure du déplacement de cet engin par le capteur de rendez-vous utilisé habituellement entre le cargo et l'ISS puis établissement d'un courant à partir d'un émetteur d'électrons localisé dans le cargo HTV (les électrons sont prélevés du plasma spatial le long du câble et éjectés dans l'espace au niveau du cargo avec une cathode pouvant émettre jusqu'à 10 mA) et enfin étude du comportement de ce câble électrodynamique.

Figure 2 : Schéma du projet en
développement à la JAA.

Crédits : JAXA

Le coût de développement de ce projet, évalué à 1,3 milliard de yen (10 millions d'euro), est prévu dans les demandes de budget faites par le MEXT au gouvernement japonais en septembre. La mission serait réalisée sur une orbite similaire à celle de la Station, mais inférieure d'au moins 20 km. La durée prévue de la mission est de 7 jours. Il est prévu d'utiliser un câble d'une longueur de 700 m. La masse de cette expérience est de 45 kg (dont 20 kg pour la partie "end mass"). La puissance requise pour cette mission est de 182,5 W (la génération de courant se faisant de façon passive, cette puissance sera utilisée pour les divers capteurs et les opérations de communication liées à cette mission). Cette démonstration serait réalisée après le détachement du cargo de l'ISS, et juste avant la rentrée atmosphérique de ce cargo qui sera effectuée de manière classique. Au minimum, la JAXA souhaite déployer ce câble sur une longueur de 400 m et tester la circulation d'un courant dans le système. Dans le cas le plus favorable, il pourrait même possible de mesurer la présence d'une force de Lorentz s'exerçant sur le câble.

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Acronymes utilisés :
- HTV : H-II Transfer Vehicle
- JAXA : Japan Aerospace Exploration Agency
- MEXT : Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology

BE Japon 663 >> 27/09/2013 

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/74035.htm

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