Il y a 25 ans : lancement du vaisseau spatial de démonstration de technologie Deep Space 1

Le 24 octobre 1998, la NASA a lancé le vaisseau spatial Deep Space 1. Géré par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, en Californie, Deep Space 1 a servi de banc d’essai pour 12 nouvelles technologies, dont l’électricité solaire, également connue sous le nom de propulsion ionique, utilisée dans les futures missions spatiales et interplanétaires. Le vaisseau spatial, le premier du programme New Millennium de la NASA, a survolé l’astéroïde Braille et la comète Borrelly, renvoyant des images et des données scientifiques sur les deux petits corps. Le moteur à propulsion ionique démontré avec succès par Deep Space 1 a permis au vaisseau spatial Dawn d’explorer la protoplanète Vesta et la planète naine Cérès en utilisant cette technologie. La sonde spatiale Psyché, actuellement en route pour explorer l’astéroïde du même nom, utilise également la propulsion ionique. Les futurs programmes tels que Gateway utiliseront la propulsion ionique pour permettre l’exploration humaine de la Lune. Deep Space 1 a terminé sa mission le 18 décembre 2001.

À gauche : Le vaisseau spatial Deep Space 1 entièrement assemblé se prépare pour le lancement. Au milieu : vue du moteur d’entraînement ionique du vaisseau spatial Deep Space 1. À droite : lancement de Deep Space 1 sur une fusée Delta II depuis la rampe de lancement 17A de la base aérienne de Cap Canaveral, aujourd’hui la station spatiale de Cap Canaveral, en Floride.

Les 12 technologies Deep Space 1 testées comprennent des systèmes de propulsion ionique ; système de navigation autonome; système de contrôle autonome; un système de balise qui envoie des tonalités simples à la Terre pour informer les contrôleurs de santé des vaisseaux spatiaux ; panneau solaire avec lentille concentratrice ; caméra et spectromètre d’imagerie intégrés ; spectromètre d’ions et d’électrons intégré ; transpondeurs pour petits espaces ; Amplificateur de puissance à semi-conducteurs en bande Ka ; électronique de faible puissance; des structures multifonctionnelles testant de nouvelles technologies d’emballage ; et des modules d’activation et de commutation de puissance. Les scientifiques collectent également des données pour savoir si les sursauts du moteur ionique interfèrent avec les instruments du vaisseau spatial. Les moteurs ioniques utilisent du gaz xénon comme propulseur et obtiennent leur énergie du panneau solaire à haut rendement du vaisseau spatial. Bien qu’il fournisse une faible poussée globale, il produit une poussée plus élevée que n’importe quel moteur chimique.

La trajectoire de mission principale du vaisseau spatial Deep Space 1, y compris le survol de l’astéroïde KD de 1992, a été renommée 9969 Braille.

Le lancement de Deep Space 1 a été effectué à bord d’une fusée Delta II le 24 octobre 1998, depuis la rampe de lancement 17A de la base aérienne de Cap Canaveral, aujourd’hui station spatiale de Cap Canaveral, en Floride. Après être entré sur une première orbite de stationnement autour de la Terre, le troisième étage de la fusée a propulsé Deep Space 1 sur une orbite solaire. Les plans initiaux de la mission comprenaient des démonstrations de nouvelles technologies et un survol de l’astéroïde 1992 KD, rebaptisé 9969 Braille peu avant la rencontre du vaisseau spatial. Le 10 novembre, les contrôleurs au sol ont ordonné aux moteurs ioniques de commencer à tirer, mais ils n’ont fonctionné que pendant 4,5 minutes. Ils ont réessayé le 24 novembre avec le vaisseau spatial à 3 millions de kilomètres de la Terre, et cette fois le moteur a démarré avec succès, fonctionnant pendant les 14 jours prévus. Au cours des six mois suivants, le vaisseau spatial a testé avec succès ses 12 démonstrations technologiques, terminant ses activités en juin 1999.

À gauche : Illustration de Deep Space 1 et de l’échappement bleu de son moteur à entraînement ionique. Au milieu : Image floue de l’astéroïde 9969 Braille. À droite : Image de la plus haute qualité de la comète 19P/Borrelly.

En raison d’un dysfonctionnement de l’ordinateur de bord peu de temps avant la rencontre, ainsi que de l’incapacité du système de navigation autonome à se verrouiller sur un astéroïde plus sombre que prévu, le vol Deep Space 1 en braille le 29 juillet 1999 s’est plutôt produit à une heure précise. distance de 16 milles. du plan 790 pieds. Par conséquent, les images renvoyées par le vaisseau spatial ne montraient aucun détail, alors que d’autres instruments fournissaient de bonnes données. Lorsque la mission principale du vaisseau spatial s’est terminée le 18 septembre 1999, les chefs de mission ont approuvé une extension de mission pour cibler un survol de la comète 19P/Borrelly. Le système de recherche d’étoiles du vaisseau spatial est tombé en panne le 11 novembre 1999, mettant ainsi la comète en danger. Au cours des cinq mois suivants, les contrôleurs au sol ont mis en place un nouveau système de contrôle d’attitude qui ne reposait pas sur les suiveurs d’étoiles, et le survol a pu se poursuivre. Deep Space 1 est entré dans le coma de la comète Borrelly le 22 septembre 2001 et a survolé son noyau à une distance de 1 350 milles. Le vaisseau spatial a fourni jusqu’alors les images les plus détaillées du noyau d’une comète. Après avoir fonctionné bien au-delà de sa durée de vie prévue et alors que le carburant du contrôleur d’attitude était faible, les contrôleurs au sol ont arrêté le vaisseau spatial le 18 décembre 2001. Ses moteurs à entraînement ionique avaient fonctionné pendant 16 265 heures, bien plus longtemps que n’importe quel vaisseau spatial précédent, et produisaient une vitesse totale de 16 265 heures. changement de trois milles par seconde, le plus grand atteint par n’importe quel vaisseau spatial doté de son propre système de propulsion.

À gauche : image du vaisseau spatial Dawn de la planète naine Cérès. Au milieu : Illustration du vaisseau spatial Psyché rencontrant l’astéroïde du même nom. À droite : Illustration de la porte d’habitation et du poste logistique ainsi que des éléments de puissance et de propulsion utilisant des entraînements ioniques.

La technologie de propulsion ionique démontrée par Deep Space 1 a été utilisée dans des missions interplanétaires sans équipage et sera utilisée dans la future exploration humaine de la Lune. Lancé en 2007, le système de propulsion ionique du vaisseau spatial Dawn lui a permis d’explorer deux mondes entre 2011 et 2018, la protoplanète Vesta et la planète naine Cérès, en entrant en orbite autour de chaque monde pour mener des études approfondies qui auraient autrement été impossibles. La sonde spatiale Psyché, actuellement en route pour explorer l’astéroïde du même nom, utilise également la propulsion ionique. Dans le domaine de la future exploration spatiale humaine, Gateway, qui fait partie de la mission Artemis dirigée par la NASA visant à ramener des astronautes sur la Lune, établira une présence humaine en orbite lunaire. L’élément de puissance et de propulsion de Gateway prévoit d’utiliser un système de propulsion électrique avancé pour atteindre l’orbite lunaire et maintenir cette orbite afin de permettre des visites régulières d’astronautes.