Que sont les voiles solaires?
La voile solaire est une forme de propulsion spatiale proposée qui utilise la pression des photons du soleil pour générer une poussée. Les photons sont réfléchis par un miroir fixé à une charge utile, transmettant l’élan nécessaire et permettant à la voile et à la charge utile qui s’y accompagne d’accélérer. Comme la pression photonique est assez faible comparée, par exemple, à la poussée produite par une fusée chimique, les voiles solaires viables doivent être très grandes et légères. Un des modèles étudiés par la NASA aurait une largeur d'environ un demi-kilomètre. Les matériaux de construction proposés comprennent des films de mylar et de polyimide, de l'aluminium et un nouveau type de fibre de carbone.
Eric Drexler, étudiant au MIT, a mis au point dans sa thèse de maîtrise les modèles qui produisent le rapport poussée / masse le plus élevé. (Drexler est principalement connu pour être le père du domaine des nanotechnologies.) Utilisant des films d'aluminium d'environ 30 à 100 nanomètres d'épaisseur, les conceptions de Drexler offriraient des valeurs de poussée au mètre carré environ 10 fois plus élevées que la plupart des conceptions proposées, qui utilisent du plastique. Les installations de fabrication basées dans l’espace sont la clé de la conception de Drexler. Les films pour voiles solaires sont trop délicats pour être pliés, lancés et déployés.
Aucun engin spatial utilisant des voiles solaires comme méthode principale de propulsion n’a encore été construit, bien que la pression photonique ait été utilisée pour modifier légèrement le parcours des sondes spatiales. Cependant, en 2004, l’agence aérospatiale japonaise ISAS a déployé avec succès deux prototypes de voiles solaires en orbite terrestre basse. En 2005, un projet privé conjoint entre la Planetary Society , Cosmos Studios et l' Académie des sciences de Russie a lancé Cosmos 1 , le premier vaisseau spatial à voile solaire au monde. En raison de la nature non conventionnelle de la propulsion à voile solaire, les grandes agences gouvernementales ont été réticentes à y investir, laissant le développement sur le terrain à des entités privées.
Les voiles solaires seraient idéales pour une utilisation dans le système solaire, où les rayons du soleil sont les plus intenses. Pour les missions extérieures au système solaire, il faudrait utiliser des miroirs de la taille d’une planète pour concentrer l’énergie lumineuse précisément sur les voiles solaires. Bien qu’il s’agisse d’une tâche d’ingénierie de grande envergure, il peut s’avérer un jour être le moyen le plus simple d’accélérer un vaisseau spatial à une fraction substantielle de la vitesse de la lumière. Des voiles solaires bien conçues pourraient se déplacer dans des directions différentes du soleil, en les inclinant à un angle approprié. Pour améliorer la vitesse des voiles solaires, la voile solaire peinte a été proposée, une voile hypothétique qui serait recouverte de produits chimiques conçus pour se vaporiser tout au long du voyage de l'engin spatial, fournissant ainsi une poussée supplémentaire.