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La sonde spatiale Solar Orbiter va modifier son orbite petit à petit pour réduire son éloignement du soleil en utilisant la gravicélération vénusienne et terrestre, jusqu'à ce qu'elle atteigne 45 millions de kilomètres seulement. Aucun engin spatial n'aura jamais été si proche du soleil.
Les conditions ambiantes sont très hostiles à Solar Orbiter. Du côté du soleil, le rayonnement impitoyable de l’astre fait monter les températures jusqu'à 520 C. Les autres côtés de la sonde sont exposés au froid extrême de l'espace.
Une sonde spatiale pour découvrir le secret des éruptions solaires
Solar Orbiter est un projet de l'Agence spatiale Européenne (ESA) en collaboration avec l'agence américaine NASA. Il représente une étape importante dans l'exploration solaire. Bien que le soleil soit la clé du développement des planètes de notre système et qu'il influence les conditions atmosphériques et la vie en général, nous le connaissons très peu. Comment naissent les vents solaires, par exemple ? Comment se déclenchent les éruptions solaires ? Comment se forme l'héliosphère, cette bulle formée de particules chargées qui dépasse même les limites de notre système solaire ?
Il faudra beaucoup de temps aux scientifiques pour qu'ils puissent répondre à ces questions. La sonde spatiale a été lancée en 2018 avec une fusée américaine, pour un voyage de trois ans avant de s'atteler à son véritable travail. Solar Orbiter permettra de jeter un regard nouveau sur le soleil, sa surface et ses calottes polaires. La sonde est équipée d'une douzaine de caméras et d'instruments de mesure. Certains de ces systèmes et sous-systèmes sont conçus et fabriqués à Lausanne (Suisse). La société Almatech collabore entre autres au télescope STIX à rayons X, destiné à observer les éruptions solaires et qui fournira de nouveaux indices concernant l'accélération des électrons et leur transport dans les abîmes de l'univers.
Un bouclier thermique pour protéger les instruments
L'œil humain ne peut fixer le soleil, les instruments de mesure doivent eux aussi être protégés. L'intensité du rayonnement subi par Solar Orbiter sera treize fois plus élevée que celle du rayonnement qui touche la Terre. Le bouclier thermique demeure toujours orienté vers le soleil afin de faire écran à la chaleur. Il est muni d'ouvertures qui s'ouvrent brièvement pour permettre les mesures et pour que les instruments puissent observer le soleil. Le rayonnement solaire doit malgré tout être atténué lors de ces phases d'observation. Dans le cas du STIX, un filtre en béryllium et un filet en aluminium remplissent cette fonction en se positionnant devant les 32 détecteurs lors des éruptions solaires, grâce aux deux moteurs maxon RE13. Les deux micro-entraînements DC sont disposés en parallèle. Ils peuvent fonctionner ensemble ou séparément, ce qui garantit que leur longévité dépassera dix ans, la durée prévue de la mission.
Chez Almatech, quatre ingénieurs travaillent en permanence sur le système de détection baptisé STIX-DEM. « Concevoir un engin qui n'a jamais été construit auparavant représente un véritable défi, mais démontrer de manière concomitante par des tests que l'appareil est fiable est un défi supplémentaire » ajoute le chef du projet, Fabrice Rottmeier. « D'autre part, participer à un programme scientifique qui doit répondre à des questions concernant l'origine de l'univers et de la vie est extrêmement motivant. »
Avec le moteur DC RE 13, maxon dispose d'un entraînement reconnu pour les applications spatiales, puisque ses grands frères (RE 20 et RE 25) ont déjà été utilisés dans les missions des rovers de la NASA. Le bobinage sans fer et l'aimant de haute qualité permettent d'obtenir un rendement largement supérieur à 90 %. L'entraînement a été personnalisé pour le projet Solar Orbiter avec une lubrification et des câbles spéciaux.
L'avantage des entraînements légers
Le poids est un facteur décisif dans tous les projets de recherche aérospatiale. Les moteurs maxon peuvent donc montrer ce dont ils sont capables. Rottmeier déclare : « Avec les entraînements maxon, nous avons pu construire un blindage de moins de 200 grammes qui résiste sans problème aux vibrations générées au décollage, par exemple ». La fiabilité et la haute qualité bien connues des moteurs maxon ont elles aussi joué un rôle déterminant, tout comme le choix des partenaires du projet :
