Aller au contenu

« Deep Space 1 » : différence entre les versions

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Navigation interactive dans l’historique
← Modification précédenteModification suivante →
Contenu supprimé Contenu ajouté
VisuelWikicode
Pline (discuter | contributions)
65 096 modifications
Pline (discuter | contributions)
65 096 modifications
compléments instrumentation, caractéristiques techniques de la sonde spatiale, illustration, refonte intro
Ligne 1 : Ligne 1 :
{{article général|Programme New Millennium}}
{{Infobox Engin spatial
{{Infobox Engin spatial
| nom = ''Deep Space 1''<br><small>''[[Sonde spatiale]] expérimentale''</small>
| nom = ''Deep Space 1''<br><small>''[[Sonde spatiale]] expérimentale''</small>
Ligne 28 : Ligne 27 :
| site = http://nmp.jpl.nasa.gov/ds1/
| site = http://nmp.jpl.nasa.gov/ds1/
| instrument1_nom = MICAS
| instrument1_nom = MICAS
| instrument1_type = Caméras [[Spectromètre]]
| instrument1_type = Caméras /[[Spectromètre]]s
| instrument2_nom = PEPE
| instrument2_nom = PEPE
| instrument2_type = Spectromètre à ions et électrons
| instrument2_type = Spectromètre à ions et électrons
| instrument3_nom = IPS/IDS
| instrument3_type = Système de contrôle du moteur ionique
}}
}}
[[Image:Deep Space 1 lifted.jpg|thumb|right|220px|La sonde Deep Space 1]]
[[Image:Deep Space 1 ion engine.jpg|vignette|Le moteur ionique Nustar au centre de l'adaptateur qui solidarise la sonde spatiale Deep Space 1 avec son [[lanceur (astronautique)|lanceur]].]]
[[Image:Deep Space 1 spacecraft.jpg|vignette|La sonde Deep Space 1 complètement assemblée.]]


'''Deep Space 1''' est la première [[sonde spatiale]] du [[Programme New Millennium]] de la [[National Aeronautics and Space Administration|NASA]], dont l'objectif principal est de tester douze nouvelles technologies, dont un [[moteur ionique]], permettant la diminution des coûts et des risques des missions ultérieures. Elle a été lancée le {{Date|24|octobre|1998}} du centre de tir de [[Cap Canaveral]] ([[Floride]]) par une fusée [[Delta II]].
'''Deep Space 1''' est une [[sonde spatiale]] de l'agence spatiale américaine, la [[National Aeronautics and Space Administration|NASA]], destinée à tester de nouvelles technologies spatiales et lancée le {{Date|24|octobre|1998}}. Cette petite sonde spatiale de 487 kilogrammes est le premier engin spatial à avoir utilisé un [[moteur ionique]] comme propulsion principal. Deep Space est la première mission du [[Programme New Millennium]] dont l'objectif était de mettre au point les équipements utilisés par les engins interplanétaires de taille réduite imposée par la nouvelle stratégie d'exploration du système solaire (faster, cheaper, better).


Deep Space 1 a accompli sa mission avec un grand succès, atteignant même ses objectifs secondaires : le survol des environs de l'[[astéroïde]] [[(9969) Braille]] et de la [[comète]] [[19P/Borrelly|Borrelly]], ainsi que la collecte de données scientifiques et de photographies de ces astres. La mission s'est terminée le {{Date|18|décembre|2001}}.
Deep Space 1 a accompli sa mission avec un grand succès, en démontrant en particulier que la propulsion ionique disposait de l'endurance nécessaire pour propulser une mission interplanétaire de longue durée sans perturber le fonctionnement des instruments scientifiques. La sonde spatiale a également atteint ses objectifs secondaires en survolant l'[[astéroïde]] [[(9969) Braille]] et la [[comète]] [[19P/Borrelly|Borrelly]] tout en collectant des données scientifiques et de photographies de ces corps mineurs. La mission s'est achevée le {{Date|18|décembre|2001}}.


== Contexte ==
== Contexte ==
Ligne 46 : Ligne 44 :
''Deep Space 1'' est la première mission spatiale du [[Programme New Millennium]] (NMP) de la [[National Aeronautics and Space Administration|NASA]]. New Millenium s'inscrit dans la nouvelle stratégie d'exploration du système solaire de la NASA mise en place par son [[administrateur de la NASA|administrateur]] [[Daniel Goldin]], consistant à développer des missions moins couteuses que par le passé (''faster, cheaper, better'') mais du coup plus nombreuses. Jusque là les nouvelles technologies spatiales étaient testées sur les missions opérationnelles en profitant de leurs budgets très importants comme par exemple le recours aux mémoires flash durant la mission [[Cassini (sonde spatiale)|Cassini]]. Cette option n'est plus envisageable dans le cadre des nouvelles missions, qui imposent pour limiter les couts, d'utiliser des technologies parfaitement rodées. Pourtant ces nouvelles missions nécessitent la mise au point de nouvelles technologies spatiales permettant la miniaturisation et la réduction des couts. Pour gérer ce besoin [[Charles Elachi]], le responsable du centre JPL , propose à Goldin, un nouveau programme rassemblant des missions développées dans l'esprit du ''faster, cheaper, better'' et dédiées à la qualification de ces nouvelles technologies avant leur déploiement sur des missions plus opérationnelles. Par mi ces technologies figurent notamment la propulsion ionique. La gestion du programme est confiée au centre [[Jet Propulsion Laboratory]] de la NASA. Les objectifs principaux de ces missions sont donc d'abord d'ordre technique, les retombées scientifiques étant un objectif secondaire. En juillet 1995 le Congrès américain donne son accord pour le lancement du programme [[Programme New Millennium]] et en particulier pour le développement d'une mission Deep Space 1 consacrée principalement à la mise au point de la propulsion ionique<ref>{{Harvsp|texte=Robotic Exploration of the Solar System Part 3 Wows and Woes 1997-2003 |2012|p=196|id=Ulivi2012}}</ref>.
''Deep Space 1'' est la première mission spatiale du [[Programme New Millennium]] (NMP) de la [[National Aeronautics and Space Administration|NASA]]. New Millenium s'inscrit dans la nouvelle stratégie d'exploration du système solaire de la NASA mise en place par son [[administrateur de la NASA|administrateur]] [[Daniel Goldin]], consistant à développer des missions moins couteuses que par le passé (''faster, cheaper, better'') mais du coup plus nombreuses. Jusque là les nouvelles technologies spatiales étaient testées sur les missions opérationnelles en profitant de leurs budgets très importants comme par exemple le recours aux mémoires flash durant la mission [[Cassini (sonde spatiale)|Cassini]]. Cette option n'est plus envisageable dans le cadre des nouvelles missions, qui imposent pour limiter les couts, d'utiliser des technologies parfaitement rodées. Pourtant ces nouvelles missions nécessitent la mise au point de nouvelles technologies spatiales permettant la miniaturisation et la réduction des couts. Pour gérer ce besoin [[Charles Elachi]], le responsable du centre JPL , propose à Goldin, un nouveau programme rassemblant des missions développées dans l'esprit du ''faster, cheaper, better'' et dédiées à la qualification de ces nouvelles technologies avant leur déploiement sur des missions plus opérationnelles. Par mi ces technologies figurent notamment la propulsion ionique. La gestion du programme est confiée au centre [[Jet Propulsion Laboratory]] de la NASA. Les objectifs principaux de ces missions sont donc d'abord d'ordre technique, les retombées scientifiques étant un objectif secondaire. En juillet 1995 le Congrès américain donne son accord pour le lancement du programme [[Programme New Millennium]] et en particulier pour le développement d'une mission Deep Space 1 consacrée principalement à la mise au point de la propulsion ionique<ref>{{Harvsp|texte=Robotic Exploration of the Solar System Part 3 Wows and Woes 1997-2003 |2012|p=196|id=Ulivi2012}}</ref>.


=== Historique du développement des moteurs ioniques par la NASA ===
=== La recherche sur la propulsion ionique à la NASA ===


Le développement de la propulsion ionique est encours à la NASA depuis les années 1950. Le docteur [[Harold Kaufman]] du [[centre de recherche Lewis]] (établissement de la NASA) , construit le premier engin de ce type en 1959. En 1964, un petit satellite expérimental, [[Space Electric Rocket Test 1]] (SERT 1) est lancé par une fusée [[Scout (fusée)|Scout]]. Un des deux moteurs parvient à fonctionner durant 31 minutes. [[SERT 2]] également équipé de deux moteurs ioniques est mis en orbite en 1970 : un des deux moteurs fonctionne durant 5 mois ({{formatnum:3871}} heures en continu), l'autre durant 3 mois. Les premiers moteurs utilisent comme ergols soit du césium soit du mercure. Mais ces deux éléments chimiques présentent chacun des inconvénients et les ingénieurs choisissent finalement le xénon qui s'avère plus simple à utiliser. A début des années 1960 le centre de recherche à Malibu (Californie) travaille également sur la propulsion ionique. Un premier moteur expérimental de ce constructeur est testé à bord du satellite militaire [[Geophysics Laboratory's Spacecraft Charging at High Altitude]] lancé en 1979. En aout 1997 une version opérationnelle est installé à bord du satellite de télécommunications PanAmSat 5 : le moteur est utilisé pour maintenir le satellite sur sa position et contrôler son orientation. Au début des années 1990, le centre JPL et les autres établissement de la NASA développent ensemble le moteur ionique [[NASA Solar Technology Application Readiness|NSTAR]] conçu pour propulsion des engins spatiaux interplanétaires. Le centre Lewis fait fonctionner le moteur dans une chambre à vide durant 8000 heures. Les tests qui s'achèvent en septembre 1997 sont un succès et la NASA décide de développer un moteur ionique opérationnel avec Hughes pour la mission Deep Space 1<ref>{{Harvsp|texte=Dossier de la mission pour la presse (presskit) |1998|p=24-26|id=Presskit}}</ref>.
Le développement de la propulsion ionique est en cours à la NASA depuis les années 1950. Le docteur [[Harold Kaufman]] du [[centre de recherche Lewis]] (établissement de la NASA) , construit le premier engin de ce type en 1959. En 1964, un petit satellite expérimental, [[Space Electric Rocket Test 1]] (SERT 1) est lancé par une fusée [[Scout (fusée)|Scout]]. Un des deux moteurs parvient à fonctionner durant 31 minutes. [[SERT 2]] également équipé de deux moteurs ioniques est mis en orbite en 1970 : un des deux moteurs fonctionne durant 5 mois ({{formatnum:3871}} heures en continu), l'autre durant 3 mois. Les premiers moteurs utilisent comme ergols soit du césium soit du mercure. Mais ces deux éléments chimiques présentent chacun des inconvénients et les ingénieurs choisissent finalement le xénon qui s'avère plus simple à utiliser. A début des années 1960 le centre de recherche [[HRL Laboratories]] situé à [[Malibu]] ([[Californie]]), filiale du constructeur aérospatial [[Hughes Aircraft|Hughes]], travaille également sur la propulsion ionique. Un premier moteur expérimental de ce constructeur est testé à bord du satellite militaire [[Geophysics Laboratory's Spacecraft Charging at High Altitude]] lancé en 1979. En aout 1997 une version opérationnelle est installé à bord du satellite de télécommunications PanAmSat 5 : le moteur est utilisé pour maintenir le satellite sur sa position et contrôler son orientation. Au début des années 1990, le jet Propulsion Laboratory et le [[centre de recherche Lewis]] développent ensemble le moteur ionique [[NASA Solar Technology Application Readiness|NSTAR]] conçu pour propulser des engins spatiaux interplanétaires. Le centre Lewis fait fonctionner le moteur dans une chambre à vide durant {{formatnum:8000}} heures. Les tests qui s'achèvent en septembre 1997 sont un succès et la NASA décide de développer un moteur ionique opérationnel avec Hughes pour la mission Deep Space 1<ref>{{Harvsp|texte=Dossier de la mission pour la presse (presskit) |1998|p=24-26|id=Presskit}}</ref>.


== Conception et construction de Deep Space 1 ==
== Conception et construction de Deep Space 1 ==
Ligne 57 : Ligne 55 :


L'objectif de Deep Space 1 est de valider dix nouvelles technologies spatiales et plus particulièrement l'utilisation de la [[propulsion ionique]] qui n'avait jusque là jamais été utilisée comme propulsion principale d'une mission interplanétaire<ref name=NSSDC>{{Lien web|langue=en|url=http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/masterCatalog.do?sc=1998-061A|titre=Deep Space 1|éditeur=NASA|site=National Space Science Data Center (NDDSC)|consulté le=10 novembre 2012}}</ref> :
L'objectif de Deep Space 1 est de valider dix nouvelles technologies spatiales et plus particulièrement l'utilisation de la [[propulsion ionique]] qui n'avait jusque là jamais été utilisée comme propulsion principale d'une mission interplanétaire<ref name=NSSDC>{{Lien web|langue=en|url=http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/masterCatalog.do?sc=1998-061A|titre=Deep Space 1|éditeur=NASA|site=National Space Science Data Center (NDDSC)|consulté le=10 novembre 2012}}</ref> :
* un [[moteur ionique]] alimenté électriquement par des [[panneau solaire|panneaux solaires]] ;
* [[NASA Solar Technology Application Readiness|NSTAR]] est le premier [[moteur ionique]] utilisé dans le cadre d'une mission interplanétaire. Le moteur alimenté électriquement par des [[panneau solaire|panneaux solaires]] constitue le système de propulsion principal de la sonde spatiale.
* ''Autonav'' : un système de navigation autonome qui réduit le nombre d'interventions depuis le sol ;
* ''Autonav'' : un système de navigation autonome qui réduit le nombre d'interventions depuis le sol ;
* ''MICAS'' (''Miniature Integrated Camera And Spectrometer'') comprend deux caméras comportant une optique commune (ouverture de 100 mm). Le rayonnement lumineux observé va de l'[[ultraviolet]] (80 - 185 nm) au proche [[infrarouge]] (1,2 à2,4 microns) en passant par la [[Spectre visible|lumière visible]] (longueur focale de 677 mm). Les deux caméras réalisent des images lumière visible : l'une utilise un CCD fournissant des images de 1024x1024 pixels qui alimente en images le système de navigation autonome ''Autonav'' tandis que l'autre utilise un détecteur CMOS de 256 x 256 pixels. Un spectromètre ultraviolet analyse la bade spectrale 80-185 nm avec une résolution spectrale de 2,1 nm. Un spectromètre infrarouge analyse la bande spectrale 1200-2400 nm avec une résolution spectrale de 12 nm. L'instrument fortement miniaturisé a une masse totale de {{unité|12|kg}}. MICAS est utilisé pour étudier la composition chimique, la géomorphologie, la taille, la vitesse de rotation et l'atmosphère des astéroïdes et comètes lors de leur survol par la sonde spatiale. MICAS dérive de l'instrument PICS (''Planetary Integrated Camera Spectrometer'') développé au milieu des années 1990 pour la mission [[Pluto Fast Flyby]] qui fut annulé pour des raisons budgétaires avant son lancement<ref>{{Lien web|langue=en|url=http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/experimentDisplay.do?id=1998-061A-01|titre=Miniature Integrated Camera Spectrometer (MICAS)|éditeur=NASA|site=National Space Science Data Center (NDDSC)|consulté le=10 novembre 2012}}</ref>{{,}}<ref>{{Article | langue = en | prénom1=Larry | nom1= Soderblom | |et al.=oui | titre =Advanced Technologies Miniature Integrated Camera and Spectrometer (MICAS) | périodique = NASA/JPL | volume= |numéro= | jour= | mois = février | année=2000 | pages= 1-6| issn= | url texte=https://trs.jpl.nasa.gov/bitstream/handle/2014/13874/00-0248.pdf?sequence=1 | id=Soderblom2000|DOI= }}</ref>.
⚫
* ''Remote agent'' : programme qui permet à la sonde de diagnostiquer ses erreurs et de se réparer par elle-même en cas de dysfonctionnement ;
⚫
* ''SCARLET'' (''Solar Concentrator Array of Refractive Linear Element Technologies'') : des [[panneau solaire|panneaux solaires]] expérimentaux utilisant des cellules photovoltaïques de type GaInP2/GaAs/Ge recouverts de lentilles cylindriques ayant pour rôle à la fois de concentrer la lumière et de protéger les cellules. Ce système de lentille permet d'augmenter de 20% l'énergie produite par les cellules solaires et donc de réduire la masse consacrer à la production d'énergie.
⚫
* ''SDST'' (''Small, Deep-Space Transponder'') : un [[transpondeur]] miniaturisé fonctionnant en bande Ka ;
⚫
* ''Remote agent'' : programme qui permet à la sonde de diagnostiquer les anomalies et de les corriger de manière autonome.
* ''MICAS'' (''Miniature Integrated Camera And Spectrometer'') : deux imageurs fonctionnant respectivement dans l'[[infrarouge]] et en [[Spectre visible|lumière visible]] associés chacun à un [[spectromètre]]. L'ensemble de ces instruments sont miniaturisés et ont une masse totale de {{unité|12|kg}}. MICAS est un instrument destiné à étudier la composition chimique, la géomorphologie, la taille, la vitesse de rotation et l'atmosphère de sa cible<ref>{{Lien web|langue=en|url=http://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/experimentDisplay.do?id=1998-061A-01|titre=Miniature Integrated Camera Spectrometer (MICAS)|éditeur=NASA|site=National Space Science Data Center (NDDSC)|consulté le=10 novembre 2012}}</ref> ;
⚫
* ''SDST'' (''Small, Deep-Space Transponder'') est un [[transpondeur]] miniaturisé fonctionnant en [[bande Ka]].
* ''PEPE'' (''Plasma Experiment for Planetary Exploration'') : un [[spectromètre]] à ions et électrons destiné à mesurer le vent solaire<ref>{{Lien web|langue=en|url=hhttp://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/experimentDisplay.do?id=1998-061A-02|titre=Plasma Experiment for Planetary Exploration (PEPE)|éditeur=NASA|site=National Space Science Data Center (NDDSC)|consulté le=10 novembre 2012}}</ref> ;
* ''PEPE'' (''Plasma Experiment for Planetary Exploration'') est un [[spectromètre]] à ions et électrons utilisé pour mesurer le [[vent solaire]]<ref>{{Lien web|langue=en|url=hhttp://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/experimentDisplay.do?id=1998-061A-02|titre=Plasma Experiment for Planetary Exploration (PEPE)|éditeur=NASA|site=National Space Science Data Center (NDDSC)|consulté le=10 novembre 2012}}</ref> ;
⚫
* ''SCARLET'' (''Solar Concentrator Array of Refractive Linear Element Technologies'') : des [[panneau solaire|panneaux solaires]] expérimentaux utilisant des cellules photovoltaïques de type GaInP2/GaAs/Ge recouverts de lentilles cylindriques ayant pour rôle à la fois de concentrer la lumière et de protéger les cellules ;
* ''Beacon Monitor'' : un système permettant à la sonde d'envoyer des informations concernant son état et de prévenir la Terre en cas de problème ;
* ''Beacon Monitor'' est un un système permettant à la sonde spatiale d'envoyer des informations concernant son état et de prévenir la Terre en cas de problème.
*''IPS/IDS'' (''Ion Propulsion System Diagnostic Subsystem'') est un ensemble d'instruments destinés à analyser l'impact de la propulsion ionique sur son environnement immédiat. Il comprend 12 capteurs dont deux [[magnétomètre]]s et un instrument de mesure des [[Onde de plasma|ondes plasma]].
*''IPS/IDS'' (''Ion Propulsion System Diagnostic Subsystem'') est un ensemble d'instruments destinés à analyser l'impact de la propulsion ionique sur son environnement immédiat. Il comprend 12 capteurs dont deux [[magnétomètre]]s et un instrument de mesure des [[ondes de plasma]].


== Déroulement de la mission ==
== Déroulement de la mission ==
[[File:Animation of Deep Space 1 trajectory.gif|vignette|upright=2|Animation montrant la trajectoire suivie par la sonde spatiale (en mauve) et les orbites respectives de la la Terre (en bleu foncé), [[19P/Borrelly|Borrelly]] (bleu clair) et [[(9969) Braille|Braille]] (vert).]]
[[File:Animation of Deep Space 1 trajectory.gif|vignette|upright=2|Animation montrant la trajectoire suivie par la sonde spatiale (en mauve) et les orbites respectives de la la Terre (en bleu foncé), [[19P/Borrelly|Borrelly]] (bleu clair) et [[(9969) Braille|Braille]] (vert).]]


La sonde spatiale est lancée le {{Date|24|octobre|1998}} depuis la [[base de lancement de Cap Canaveral]] ([[Floride]]) par une fusée [[Delta II]] 7326-9. Un mois après son lancement, son moteur ionique est mis en marche et reste en fonctionnement durant 14 jours en fournissant une impulsion spécifique de 3100 secondes, soit près de 10 fois celle d'un moteur utilisant des ergols chimiques conventionnels. Le 29 juillet 1999, la sonde spatiale effectue un survol programmé de l'[[astéroïde]] [[(9969) Braille]] à une distance de {{unité|26|km}} et à une vitesse de {{unité|15.5|km/s}}. La mission de Deep Space 1 est prolongée au-delà de la durée de sa mission primaire qui s'achève le 18 septembre 1999. L'objectif de la mission étendue est de réaliser un survol de la [[comète]] Wilson-Harrington en janvier 2001 puis de la comète [[19P/Borrelly|Borrelly]]. Mais le [[viseur d'étoiles]] tombe en panne le 11 novembre 1999 et les responsables de la mission décident d'abandonner le premier survol et tenter d'effectuer le deuxième survol sans disposer du senseur. Fin 1999, le moteur ionique a consommé {{unité|22|kg}} de xénon en fournissant un [[delta-v]] de {{unité|1300|m/s}}. Durant son transit vers Borrelly, la sonde bat le record de la plus longue durée d'utilisation d'un système propulsif dans l'espace : le 17 août, le moteur avait fonctionné durant 162 jours sur une période de 8 mois. Deep Space 1 traverse la queue de la comète Borrelly le 22 septembre 2001 à une vitesse de {{unité|16.5|km/s}} et parvient à réaliser des photos et à obtenir des spectres électromagnétiques du noyau dans l'[[infrarouge]]. La mission de la sonde spatiale s'achève le 22 septembre 2001<ref>{{Lien web|langue=en|url=https://solarsystem.nasa.gov/missions/deep-space-1/in-depth/|titre=Deep Space 1|éditeur=NASA |consulté le=10 novembre 2012}}</ref>.
La sonde spatiale est lancée le {{Date|24|octobre|1998}} depuis la [[base de lancement de Cap Canaveral]] ([[Floride]]) par une fusée [[Delta II]] 7326-9. Un mois après son lancement, son moteur ionique est mis en marche et reste en fonctionnement durant 14 jours en fournissant une [[impulsion spécifique]] de {{formatnum:3100}} secondes, soit près de 10 fois celle d'un moteur utilisant des ergols chimiques conventionnels. Le 29 juillet 1999, la sonde spatiale effectue un survol programmé de l'[[astéroïde]] [[(9969) Braille]] à une distance de {{unité|26|km}} et à une vitesse de {{unité|15.5|km/s}}. La mission de Deep Space 1 est prolongée au-delà de la durée de sa mission primaire qui s'achève le 18 septembre 1999. L'objectif de la mission étendue est de réaliser un survol de la [[comète]] Wilson-Harrington en janvier 2001 puis de la comète [[19P/Borrelly|Borrelly]]. Mais le [[viseur d'étoiles]] tombe en panne le 11 novembre 1999 et les responsables de la mission décident d'abandonner le premier survol et tenter d'effectuer le deuxième survol sans disposer du senseur. Fin 1999, le moteur ionique a consommé {{unité|22|kg}} de xénon en fournissant un [[delta-v]] de {{unité|1300|m/s}}. Durant son transit vers Borrelly, la sonde bat le record de la plus longue durée d'utilisation d'un système propulsif dans l'espace : le 17 août, le moteur avait fonctionné durant 162 jours sur une période de 8 mois. Deep Space 1 traverse la queue de la comète Borrelly le 22 septembre 2001 à une vitesse de {{unité|16.5|km/s}} et parvient à réaliser des photos et à obtenir des spectres électromagnétiques du noyau dans l'[[infrarouge]]. La mission de la sonde spatiale s'achève le 22 septembre 2001<ref>{{Lien web|langue=en|url=https://solarsystem.nasa.gov/missions/deep-space-1/in-depth/|titre=Deep Space 1|éditeur=NASA |consulté le=10 novembre 2012}}</ref>.


== Caractéristiques techniques de Deep Space 1 ==
== Caractéristiques techniques de Deep Space 1 ==


=== Plateforme ===
⚫
La sonde Deep Space 1 comporte une [[plate-forme (astronautique)|plateforme]] de forme octogonale en aluminium de 1,1 × 1,1 × {{unité|1.5|m}}. Les dimensions de la sonde spatiale avec les instruments et les antennes atteignent 2,5 × 2,1 × {{unité|1.7|m}}. La masse au lancement est de {{unité|486.3|kg}} dont {{unité|31.1|kg}} d'[[hydrazine]] utilisée par les moteurs contrôlant l'orientation et {{unité|81.5|kg}} de [[xénon]] utilisé par le [[moteur ionique]] qui constitue la propulsion principale. Deep Space 1 dispose de deux ailes composées chacune de 4 [[panneau solaire|panneaux solaires]] recouverts de [[cellule photovoltaïque|cellules photovoltaïques]] expérimentales (expérience SCARLETT II). Chaque panneau solaire a une superficie de {{unité|160|cm}} × {{unité|113|cm}} et l'envergure totale une fois les panneaux solaires déployés est de {{unité|11.75|mètres}}. Les panneaux fournissent {{unité|2500|watts}} à {{unité|1|[[unité astronomique|ua]]}} au début de la mission dont une majorité est utilisée par le moteur ionique lorsqu'il est en marche. Pour les communications avec la Terre, la sonde spatiale dispose d'une antenne grand [[gain d'antenne|gain]], trois antennes faible gain et une antenne en [[bande Ka]], toutes montées sur la partie supérieure de la sonde et une antenne bas gain montée à la base<ref name=NSSDC/>.


⚫
La sonde Deep Space 1 est constituée par une [[plate-forme (astronautique)|plateforme]] de forme parallélépipédique de 1,1 × 1,1 × {{unité|1.5|m}} dont la structure est en aluminium. Les dimensions de la sonde spatiale avec les instruments et les antennes déployés atteignent 2,5 × 2,1 × {{unité|1.7|m}}. La masse au lancement est de {{unité|486.3|kg}} dont {{unité|31.1|kg}} d'[[hydrazine]] utilisée par les moteurs contrôlant l'orientation et {{unité|81.5|kg}} de [[xénon]] utilisé par le [[moteur ionique]] qui constitue la propulsion principale. Deep Space 1 dispose de deux ailes orientables composées chacune de 4 [[panneau solaire|panneaux solaires]] recouverts de [[cellule photovoltaïque|cellules photovoltaïques]] expérimentales (expérience SCARLETT II). Chaque panneau solaire a une superficie de {{unité|160|cm}} × {{unité|113|cm}} et l'envergure totale une fois les panneaux solaires déployés en orbite est de {{unité|11.75|mètres}}. Les panneaux solaires fournissent {{unité|2500|watts}} à {{unité|1|[[unité astronomique|ua]]}} au début de la mission dont une majorité est utilisée par le moteur ionique lorsqu'il est en marche. Le moteur ionique unique est installé à la base de la sonde spatiale, au milieu de l'anneau de l'adaptateur qui permet de fixer la sonde spatiale sur son [[lanceur (astronautique)|lanceur]], tandis que les antennes et la majorité des capteurs des instruments sont fixés à l'extrémité opposée. La sonde spatiale est stabilisée 3 axes. Son orientation est déterminée à l'aide un viseurs d'étoiles, un capteur solaire et une centrale à inertie utilisant des gyroscopes laser et les corrections d'orientation sont effectués à l'aide de petits moteurs-fusées brulant de l'[[hydrazine]]. Pour les communications avec la Terre, la sonde spatiale dispose d'une antenne grand [[gain d'antenne|gain]], de trois antennes faible gain et d'une antenne en [[bande Ka]], toutes montées sur la partie supérieure de la sonde ainsi que d'une antenne faible gain montée à la base<ref name=NSSDC/>.
⚫
La propulsion principale est prise en charge par un [[moteur ionique]] baptisé NSTAR (NASA Solar Electric Propulsion (Technology Applications Readiness) monté sur la partie inférieure de la [[plateforme (astronautique)|plateforme]] de la sonde. L'engin d'un diamètre de {{unité|30|cm}} comporte une chambre d'ionisation dans laquelle le [[xénon]] est injecté. Des [[électron]]s émis par une [[cathode]] ionisent le xénon en arrachant les électrons de ses atomes et en les transformant en [[ion]]s avec une charge positive. Les ions sont accélérés par une grille portée à {{unité|1280|volts}} à une vitesse de {{unité|31.5|km/s}} et sont éjectés dans l'espace en fournissant une poussée de 0,02 [[Newton (unité)|newton]] avec une consommation électrique de {{unité|500|watts}}<ref name=NSSDC/>.

En application de la philosophie de cout réduit, l'antenne grand gain est une pièce de rechange de la mission Mars Pathfinder, tandis qu'aucune redondance n'est prévue pour la plupart des équipements utilisant une technologie rodée. En particulier le contrôle d'attitude est pris en charge uniquement par les petits moteurs-fusées brulant de l'hydrazine<ref name=Ulivi197>{{Harvsp|texte=Robotic Exploration of the Solar System Part 3 Wows and Woes 1997-2003 |2012|p=197|id=Ulivi2012}}</ref>.

=== Le moteur ionique NSTAR ===

⚫
La propulsion principale est prise en charge par un [[moteur ionique]] baptisé [[NASA Solar Technology Application Readiness|NSTAR]] (''NASA Solar Electric Propulsion (Technology Applications Readiness'') monté sur la partie inférieure de la [[plateforme (astronautique)|plateforme]] de la sonde. L'engin d'un diamètre de {{unité|30|cm}} comporte une chambre d'ionisation dans laquelle le [[xénon]] est injecté. Des [[électron]]s émis par une [[cathode]] ionisent le xénon en arrachant les électrons de ses atomes et en les transformant en [[ion]]s avec une charge positive. Les ions sont accélérés par une grille portée à {{unité|1280|volts}} à une vitesse de {{unité|31.5|km/s}} et sont éjectés dans l'espace en fournissant une poussée de 0,02 [[Newton (unité)|newton]] avec une consommation électrique de {{unité|500|watts}}<ref name=NSSDC/>. Sans le recours à la propulsion ionique et certains autres équipement expérimentaux, il a été estimé que la sonde spatiale aurait pesé environ 1300 kg<ref name=Ulivi197/>.


<gallery mode="packed" heights= 350px caption="Schéma de Deep Space vue sur les deux faces">
<gallery mode="packed" heights= 350px caption="Schéma de Deep Space vue sur les deux faces">
Ligne 98 : Ligne 102 :
*{{Article | langue = en | prénom1=Marc D. | nom1= Rayman | prénom2=Philip| nom2= Varghese|et al.=oui | titre =Results from the Deep Space 1 Technology Validation Mission | périodique =Acta Astronautica | volume= 47 |numéro=2 | jour= | mois = 07 | année=2000 | pages= 475-487 | issn= | url texte=https://www.jpl.nasa.gov/nmp/ds1/DS1_Primary_Mission.pdf | id=Rayman2000 |DOI=10.1016/S0094-5765(00)00087-4 }} {{Commentaire biblio SRL|Résultats de la mission primaire}}
*{{Article | langue = en | prénom1=Marc D. | nom1= Rayman | prénom2=Philip| nom2= Varghese|et al.=oui | titre =Results from the Deep Space 1 Technology Validation Mission | périodique =Acta Astronautica | volume= 47 |numéro=2 | jour= | mois = 07 | année=2000 | pages= 475-487 | issn= | url texte=https://www.jpl.nasa.gov/nmp/ds1/DS1_Primary_Mission.pdf | id=Rayman2000 |DOI=10.1016/S0094-5765(00)00087-4 }} {{Commentaire biblio SRL|Résultats de la mission primaire}}
*{{Article | langue = en | prénom1=Marc D. | nom1= Rayman | |et al.=non | titre =The Successful Conclusion of the Deep Space 1 Mission: Important Results without a Flashy Title | périodique = Space Technology | volume= 23 |numéro=2-3 | jour= | mois = | année=2003 | pages= 185-198| issn= | url texte=https://www.jpl.nasa.gov/nmp/ds1/DS1_conclusion.pdf | id=Rayman2003 |DOI= }} {{Commentaire biblio SRL|Résultats de la mission}}
*{{Article | langue = en | prénom1=Marc D. | nom1= Rayman | |et al.=non | titre =The Successful Conclusion of the Deep Space 1 Mission: Important Results without a Flashy Title | périodique = Space Technology | volume= 23 |numéro=2-3 | jour= | mois = | année=2003 | pages= 185-198| issn= | url texte=https://www.jpl.nasa.gov/nmp/ds1/DS1_conclusion.pdf | id=Rayman2003 |DOI= }} {{Commentaire biblio SRL|Résultats de la mission}}
*{{Article | langue = en | prénom1=David H. | nom1= Rodgers | |et al.=oui | titre =Advanced Technologies Demonstrated by the Miniature Integrated Camera and Spectrometer (MICAS) Aboard Deep Space 1 | périodique = Space Science Reviews | volume= 129 |numéro=4 | jour= | mois =avril | année=2007 | pages= 309–326| issn= | url texte=https://link.springer.com/article/10.1007/s11214-007-9155-9 | id=Rodgers2007|DOI=10.1007/s11214-007-9155-9 }} {{Commentaire biblio SRL|Article sur l'instrument MICAS}}
;Autre
;Autre
*{{ouvrage|lang=en|éditeur=Springer Praxis|auteur=Paolo Ulivi et David M Harland|titre=Robotic Exploration of the Solar System Part 3 Wows and Woes 1997-2003|année=2012|isbn=978-0-387-09627-8|id=Ulivi2012|commentaire=''Description détaillée des missions (contexte, objectifs, description technique, déroulement, résultats) des sondes spatiales lancées entre 1997 et 2003.''}}
*{{ouvrage|lang=en|éditeur=Springer Praxis|auteur=Paolo Ulivi et David M Harland|titre=Robotic Exploration of the Solar System Part 3 Wows and Woes 1997-2003|année=2012|isbn=978-0-387-09627-8|id=Ulivi2012|commentaire=''Description détaillée des missions (contexte, objectifs, description technique, déroulement, résultats) des sondes spatiales lancées entre 1997 et 2003.''}}

Version du 8 septembre 2018 à 10:20

Deep Space 1
Sonde spatiale expérimentale
Description de cette image, également commentée ci-après
Vue d'artiste de la sonde Deep Space 1
Données générales
Organisation Drapeau des États-Unis NASA
Constructeur Drapeau des États-Unis Spectrum Astro
Programme New Millennium
Domaine Technologie, Étude d'objets célestes mineurs
Type de mission Survol
Statut Mission achevée
Lancement 24 octobre 1998
Lanceur Delta II 7326
Fin de mission 18 décembre 2001
Identifiant COSPAR 1998-061A
Site http://nmp.jpl.nasa.gov/ds1/
Principaux jalons
29 juillet 1999 survol de l'astéroïde Braille
22 septembre 2001 survol de la comète Borrelly
Caractéristiques techniques
Masse au lancement 486,32 kg
Propulsion Ionique
Ergols xénon, hydrazine
Masse ergols 113 kg dont 81,5 kg xénon
Δv 4,2 km/s
Contrôle d'attitude stabilisé 3 axes
Source d'énergie Panneaux solaires
Puissance électrique 2,5 kW à 1 ua
Principaux instruments
MICAS Caméras /Spectromètres
PEPE Spectromètre à ions et électrons

modifier Consultez la documentation du modèle

Le moteur ionique Nustar au centre de l'adaptateur qui solidarise la sonde spatiale Deep Space 1 avec son lanceur.
La sonde Deep Space 1 complètement assemblée.

Deep Space 1 est une sonde spatiale de l'agence spatiale américaine, la NASA, destinée à tester de nouvelles technologies spatiales et lancée le . Cette petite sonde spatiale de 487 kilogrammes est le premier engin spatial à avoir utilisé un moteur ionique comme propulsion principal. Deep Space est la première mission du Programme New Millennium dont l'objectif était de mettre au point les équipements utilisés par les engins interplanétaires de taille réduite imposée par la nouvelle stratégie d'exploration du système solaire (faster, cheaper, better).

Deep Space 1 a accompli sa mission avec un grand succès, en démontrant en particulier que la propulsion ionique disposait de l'endurance nécessaire pour propulser une mission interplanétaire de longue durée sans perturber le fonctionnement des instruments scientifiques. La sonde spatiale a également atteint ses objectifs secondaires en survolant l'astéroïde (9969) Braille et la comète Borrelly tout en collectant des données scientifiques et de photographies de ces corps mineurs. La mission s'est achevée le .

Contexte

Le programme New Millenium

Deep Space 1 est la première mission spatiale du Programme New Millennium (NMP) de la NASA. New Millenium s'inscrit dans la nouvelle stratégie d'exploration du système solaire de la NASA mise en place par son administrateur Daniel Goldin, consistant à développer des missions moins couteuses que par le passé (faster, cheaper, better) mais du coup plus nombreuses. Jusque là les nouvelles technologies spatiales étaient testées sur les missions opérationnelles en profitant de leurs budgets très importants comme par exemple le recours aux mémoires flash durant la mission Cassini. Cette option n'est plus envisageable dans le cadre des nouvelles missions, qui imposent pour limiter les couts, d'utiliser des technologies parfaitement rodées. Pourtant ces nouvelles missions nécessitent la mise au point de nouvelles technologies spatiales permettant la miniaturisation et la réduction des couts. Pour gérer ce besoin Charles Elachi, le responsable du centre JPL , propose à Goldin, un nouveau programme rassemblant des missions développées dans l'esprit du faster, cheaper, better et dédiées à la qualification de ces nouvelles technologies avant leur déploiement sur des missions plus opérationnelles. Par mi ces technologies figurent notamment la propulsion ionique. La gestion du programme est confiée au centre Jet Propulsion Laboratory de la NASA. Les objectifs principaux de ces missions sont donc d'abord d'ordre technique, les retombées scientifiques étant un objectif secondaire. En juillet 1995 le Congrès américain donne son accord pour le lancement du programme Programme New Millennium et en particulier pour le développement d'une mission Deep Space 1 consacrée principalement à la mise au point de la propulsion ionique[1].

La recherche sur la propulsion ionique à la NASA

Le développement de la propulsion ionique est en cours à la NASA depuis les années 1950. Le docteur Harold Kaufman du centre de recherche Lewis (établissement de la NASA) , construit le premier engin de ce type en 1959. En 1964, un petit satellite expérimental, Space Electric Rocket Test 1 (SERT 1) est lancé par une fusée Scout. Un des deux moteurs parvient à fonctionner durant 31 minutes. SERT 2 également équipé de deux moteurs ioniques est mis en orbite en 1970 : un des deux moteurs fonctionne durant 5 mois (3 871 heures en continu), l'autre durant 3 mois. Les premiers moteurs utilisent comme ergols soit du césium soit du mercure. Mais ces deux éléments chimiques présentent chacun des inconvénients et les ingénieurs choisissent finalement le xénon qui s'avère plus simple à utiliser. A début des années 1960 le centre de recherche HRL Laboratories situé à Malibu (Californie), filiale du constructeur aérospatial Hughes, travaille également sur la propulsion ionique. Un premier moteur expérimental de ce constructeur est testé à bord du satellite militaire Geophysics Laboratory's Spacecraft Charging at High Altitude lancé en 1979. En aout 1997 une version opérationnelle est installé à bord du satellite de télécommunications PanAmSat 5 : le moteur est utilisé pour maintenir le satellite sur sa position et contrôler son orientation. Au début des années 1990, le jet Propulsion Laboratory et le centre de recherche Lewis développent ensemble le moteur ionique NSTAR conçu pour propulser des engins spatiaux interplanétaires. Le centre Lewis fait fonctionner le moteur dans une chambre à vide durant 8 000 heures. Les tests qui s'achèvent en septembre 1997 sont un succès et la NASA décide de développer un moteur ionique opérationnel avec Hughes pour la mission Deep Space 1[2].

Conception et construction de Deep Space 1

La propulsion électrique (Solar Electric Propulsion ou SEP) avait été proposée dès les années 1970 pour des missions d'exploration du système solaire de la NASA ne nécessitant pas de manœuvres de freinage brutales (hors de portée de ce type de propulsion) comme le survol à faible vitesse de comètes et d'astéroïdes (par exemple mission Halle/Tempel 2 International Comet Mission). Mais, malgré les tests effectués dans le cadre des missions SERT, cette technologie était considérée comme immature car les interactions avec les instruments scientifiques étaient mal connues tandis que la conception de missions utilisant ce type de propulsion, soumises à de fortes contraintes, n'était pas maitrisée. Deep Space 1, première mission du programme Programme New Millennium, est initialement dans l'esprit de ses concepteurs une mission d'exploration d'objets mineurs (comètes, astéroïdes) destinée à tester une forte miniaturisation de tous les composant dans le but d'atteindre une masse totale au lancement inférieure à 100 kilogrammes. Mais il s'avère rapidement que la technologie critique permettant d'alléger une sonde spatiale est la propulsion électrique et Deep Space 1 devint une mission dédiée à la qualification de cette technologie. Deep Space 1 doit également mettre au point un système de navigation autonome utilisant la position des étoiles pour la correction de sa trajectoire. Les responsables du JPL décident de développer cette nouvelle mission en un temps très court (36 mois) en se donnant comme objectif un lancement en juillet 1998. Spectrum Astro, une petite société de l'Arizona, est retenue pour la construction de la plateforme[3].

Objectifs

L'objectif de Deep Space 1 est de valider dix nouvelles technologies spatiales et plus particulièrement l'utilisation de la propulsion ionique qui n'avait jusque là jamais été utilisée comme propulsion principale d'une mission interplanétaire[4] :

  • NSTAR est le premier moteur ionique utilisé dans le cadre d'une mission interplanétaire. Le moteur alimenté électriquement par des panneaux solaires constitue le système de propulsion principal de la sonde spatiale.
  • Autonav : un système de navigation autonome qui réduit le nombre d'interventions depuis le sol ;
  • MICAS (Miniature Integrated Camera And Spectrometer) comprend deux caméras comportant une optique commune (ouverture de 100 mm). Le rayonnement lumineux observé va de l'ultraviolet (80 - 185 nm) au proche infrarouge (1,2 à2,4 microns) en passant par la lumière visible (longueur focale de 677 mm). Les deux caméras réalisent des images lumière visible : l'une utilise un CCD fournissant des images de 1024x1024 pixels qui alimente en images le système de navigation autonome Autonav tandis que l'autre utilise un détecteur CMOS de 256 x 256 pixels. Un spectromètre ultraviolet analyse la bade spectrale 80-185 nm avec une résolution spectrale de 2,1 nm. Un spectromètre infrarouge analyse la bande spectrale 1200-2400 nm avec une résolution spectrale de 12 nm. L'instrument fortement miniaturisé a une masse totale de 12 kg. MICAS est utilisé pour étudier la composition chimique, la géomorphologie, la taille, la vitesse de rotation et l'atmosphère des astéroïdes et comètes lors de leur survol par la sonde spatiale. MICAS dérive de l'instrument PICS (Planetary Integrated Camera Spectrometer) développé au milieu des années 1990 pour la mission Pluto Fast Flyby qui fut annulé pour des raisons budgétaires avant son lancement[5],[6].
  • SCARLET (Solar Concentrator Array of Refractive Linear Element Technologies) : des panneaux solaires expérimentaux utilisant des cellules photovoltaïques de type GaInP2/GaAs/Ge recouverts de lentilles cylindriques ayant pour rôle à la fois de concentrer la lumière et de protéger les cellules. Ce système de lentille permet d'augmenter de 20% l'énergie produite par les cellules solaires et donc de réduire la masse consacrer à la production d'énergie.
  • Remote agent : programme qui permet à la sonde de diagnostiquer les anomalies et de les corriger de manière autonome.
  • SDST (Small, Deep-Space Transponder) est un transpondeur miniaturisé fonctionnant en bande Ka.
  • PEPE (Plasma Experiment for Planetary Exploration) est un spectromètre à ions et électrons utilisé pour mesurer le vent solaire[7] ;
  • Beacon Monitor est un un système permettant à la sonde spatiale d'envoyer des informations concernant son état et de prévenir la Terre en cas de problème.
  • IPS/IDS (Ion Propulsion System Diagnostic Subsystem) est un ensemble d'instruments destinés à analyser l'impact de la propulsion ionique sur son environnement immédiat. Il comprend 12 capteurs dont deux magnétomètres et un instrument de mesure des ondes de plasma.

Déroulement de la mission

Animation montrant la trajectoire suivie par la sonde spatiale (en mauve) et les orbites respectives de la la Terre (en bleu foncé), Borrelly (bleu clair) et Braille (vert).

La sonde spatiale est lancée le depuis la base de lancement de Cap Canaveral (Floride) par une fusée Delta II 7326-9. Un mois après son lancement, son moteur ionique est mis en marche et reste en fonctionnement durant 14 jours en fournissant une impulsion spécifique de 3 100 secondes, soit près de 10 fois celle d'un moteur utilisant des ergols chimiques conventionnels. Le 29 juillet 1999, la sonde spatiale effectue un survol programmé de l'astéroïde (9969) Braille à une distance de 26 km et à une vitesse de 15,5 km/s. La mission de Deep Space 1 est prolongée au-delà de la durée de sa mission primaire qui s'achève le 18 septembre 1999. L'objectif de la mission étendue est de réaliser un survol de la comète Wilson-Harrington en janvier 2001 puis de la comète Borrelly. Mais le viseur d'étoiles tombe en panne le 11 novembre 1999 et les responsables de la mission décident d'abandonner le premier survol et tenter d'effectuer le deuxième survol sans disposer du senseur. Fin 1999, le moteur ionique a consommé 22 kg de xénon en fournissant un delta-v de 1 300 m/s. Durant son transit vers Borrelly, la sonde bat le record de la plus longue durée d'utilisation d'un système propulsif dans l'espace : le 17 août, le moteur avait fonctionné durant 162 jours sur une période de 8 mois. Deep Space 1 traverse la queue de la comète Borrelly le 22 septembre 2001 à une vitesse de 16,5 km/s et parvient à réaliser des photos et à obtenir des spectres électromagnétiques du noyau dans l'infrarouge. La mission de la sonde spatiale s'achève le 22 septembre 2001[8].

Caractéristiques techniques de Deep Space 1

Plateforme

La sonde Deep Space 1 est constituée par une plateforme de forme parallélépipédique de 1,1 × 1,1 × 1,5 m dont la structure est en aluminium. Les dimensions de la sonde spatiale avec les instruments et les antennes déployés atteignent 2,5 × 2,1 × 1,7 m. La masse au lancement est de 486,3 kg dont 31,1 kg d'hydrazine utilisée par les moteurs contrôlant l'orientation et 81,5 kg de xénon utilisé par le moteur ionique qui constitue la propulsion principale. Deep Space 1 dispose de deux ailes orientables composées chacune de 4 panneaux solaires recouverts de cellules photovoltaïques expérimentales (expérience SCARLETT II). Chaque panneau solaire a une superficie de 160 cm × 113 cm et l'envergure totale une fois les panneaux solaires déployés en orbite est de 11,75 mètres. Les panneaux solaires fournissent 2 500 watts à 1 ua au début de la mission dont une majorité est utilisée par le moteur ionique lorsqu'il est en marche. Le moteur ionique unique est installé à la base de la sonde spatiale, au milieu de l'anneau de l'adaptateur qui permet de fixer la sonde spatiale sur son lanceur, tandis que les antennes et la majorité des capteurs des instruments sont fixés à l'extrémité opposée. La sonde spatiale est stabilisée 3 axes. Son orientation est déterminée à l'aide un viseurs d'étoiles, un capteur solaire et une centrale à inertie utilisant des gyroscopes laser et les corrections d'orientation sont effectués à l'aide de petits moteurs-fusées brulant de l'hydrazine. Pour les communications avec la Terre, la sonde spatiale dispose d'une antenne grand gain, de trois antennes faible gain et d'une antenne en bande Ka, toutes montées sur la partie supérieure de la sonde ainsi que d'une antenne faible gain montée à la base[4].

En application de la philosophie de cout réduit, l'antenne grand gain est une pièce de rechange de la mission Mars Pathfinder, tandis qu'aucune redondance n'est prévue pour la plupart des équipements utilisant une technologie rodée. En particulier le contrôle d'attitude est pris en charge uniquement par les petits moteurs-fusées brulant de l'hydrazine[9].

Le moteur ionique NSTAR

La propulsion principale est prise en charge par un moteur ionique baptisé NSTAR (NASA Solar Electric Propulsion (Technology Applications Readiness) monté sur la partie inférieure de la plateforme de la sonde. L'engin d'un diamètre de 30 cm comporte une chambre d'ionisation dans laquelle le xénon est injecté. Des électrons émis par une cathode ionisent le xénon en arrachant les électrons de ses atomes et en les transformant en ions avec une charge positive. Les ions sont accélérés par une grille portée à 1 280 volts à une vitesse de 31,5 km/s et sont éjectés dans l'espace en fournissant une poussée de 0,02 newton avec une consommation électrique de 500 watts[4]. Sans le recours à la propulsion ionique et certains autres équipement expérimentaux, il a été estimé que la sonde spatiale aurait pesé environ 1300 kg[9].

  • Schéma de Deep Space vue sur les deux faces

Résultats

Borrelly photographié par la caméra de Deep Space 1 à une distance de 3 417 km 160 secondes avant son survol (passage au plus près).

L'ensemble de la mission a coûté 160 millions de dollars dont 10 millions pour les coûts d'opération durant l'extension de la mission entre septembre 1999 et décembre 2001. Ce coût inclut le développement de certains des nouveaux équipements testés. Les résultats obtenus sont remarquables compte tenu de la modicité du coût de la mission et du cycle de développement très court (39 mois entre le début de la conception et le lancement). Malgré de nombreux problèmes rencontrés au cours de la mission, la sonde spatiale a atteint tous ses objectifs en validant l'ensemble des nouvelles technologies embarquées. La propulsion ionique a démontré plus particulièrement qu'elle était adaptée à une mission interplanétaire : le moteur a fonctionné en tout environ 15 300 heures soit 77 fois l'objectif minimal fixé à la mission pour la qualifier de succès. La propulsion a accéléré la sonde spatiale de 4,2 kilomètres/secondes en consommant seulement 70 kilogrammes de xénon. Deep Space 1 a de plus collecté des informations scientifiques d'une qualité inégalée sur les comètes lors du survol de Borrelly. Les technologies validées grâce à Deep Space 1 ont trouvé des applications pratiques sur de nombreuses missions postérieures[10],[11] :

  • les moteurs ioniques constituent la clé de voûte de la mission Dawn lancée en 2006. Grâce à ceux-ci, la sonde spatiale dispose, malgré une taille réduite, d'une capacité d'accélération (différentiel de vitesse) de 10 km/s qui doit lui permettre de se placer en orbite autour des deux principaux corps célestes de la ceinture des astéroïdes, Cérès et Vesta. La propulsion ionique a rendu la mission possible en réduisant fortement son coût ;
  • la sonde Deep Impact a utilisé le système de navigation Autonav mis au point par Deep Space 1 pour calculer de manière automatique les manœuvres à effectuer pour son rendez-vous avec la comète Tempel 1 et pour larguer son impacteur de manière précise sur ce petit corps céleste ;
  • la validation du recours à la bande Ka pour la télémétrie et les mesures Doppler a entrainé l'utilisation systématique de cette bande par les sondes spatiales à commencer par Mars Odyssey lancée en 2001.

Notes et références

  1. ↑ Robotic Exploration of the Solar System Part 3 Wows and Woes 1997-2003, p. 196
  2. ↑ Dossier de la mission pour la presse (presskit), p. 24-26
  3. ↑ Robotic Exploration of the Solar System Part 3 Wows and Woes 1997-2003, p. 196-197
  4. ↑ a b et c (en) « Deep Space 1 », sur National Space Science Data Center (NDDSC), NASA (consulté le )
  5. ↑ (en) « Miniature Integrated Camera Spectrometer (MICAS) », sur National Space Science Data Center (NDDSC), NASA (consulté le )
  6. ↑ (en) Larry Soderblom et al., « Advanced Technologies Miniature Integrated Camera and Spectrometer (MICAS) », NASA/JPL,‎ , p. 1-6 (lire en ligne)
  7. ↑ (en) « Plasma Experiment for Planetary Exploration (PEPE) », sur National Space Science Data Center (NDDSC), NASA (consulté le )
  8. ↑ (en) « Deep Space 1 », NASA (consulté le )
  9. ↑ a et b Robotic Exploration of the Solar System Part 3 Wows and Woes 1997-2003, p. 197
  10. ↑ (en) Marc D. Rayman (NASA/JPL), « THE SUCCESSFUL CONCLUSION OF THE DEEP SPACE 1 MISSION: IMPORTANT RESULTS WITHOUT A FLASHY TITLE », NASA/JPL,
  11. ↑ (en) Marc D. Rayman (NASA/JPL), « Mission log : 11 novembre 2011 », NASA/JPL,

Bibliographie

NASA
  • (en) NASA, Deep Space 1 Launch Press Kit, (lire en ligne)
    Dossier de presse fourni par la NASA pour le lancement de Deep Space 1
  • (en) Marc D. Rayman, Philip Varghese et al., « Results from the Deep Space 1 Technology Validation Mission », Acta Astronautica, vol. 47, no 2,‎ , p. 475-487 (DOI 10.1016/S0094-5765(00)00087-4, lire en ligne) — Résultats de la mission primaire
  • (en) Marc D. Rayman et al., « The Successful Conclusion of the Deep Space 1 Mission: Important Results without a Flashy Title », Space Technology, vol. 23, nos 2-3,‎ , p. 185-198 (lire en ligne) — Résultats de la mission
  • (en) David H. Rodgers et al., « Advanced Technologies Demonstrated by the Miniature Integrated Camera and Spectrometer (MICAS) Aboard Deep Space 1 », Space Science Reviews, vol. 129, no 4,‎ , p. 309–326 (DOI 10.1007/s11214-007-9155-9, lire en ligne) — Article sur l'instrument MICAS
Autre
  • (en) Paolo Ulivi et David M Harland, Robotic Exploration of the Solar System Part 3 Wows and Woes 1997-2003, Springer Praxis, (ISBN 978-0-387-09627-8)
    Description détaillée des missions (contexte, objectifs, description technique, déroulement, résultats) des sondes spatiales lancées entre 1997 et 2003.

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

Sur les autres projets Wikimedia :

Ce document provient de « https://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Deep_Space_1&oldid=152025897 ».