Pour améliorer nos connaissances du Système solaire, il faut aller au contact avec des missions de retour d’échantillons ou des études sur place. Ce qui est vrai aussi... pour le Soleil. L'Agence spatiale européenne a en effet planifié une sonde, Solar Orbiter, qui s'en approchera si près qu'elle devra être protégée par un bouclier thermique très efficace. L'Esa vient de le tester avec succès.
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Lancée en 2017 par un lanceurlanceur fourni par la NasaNasa (Atlas VAtlas V), la sonde Solar Orbiter, de l'Agence spatiale européenneAgence spatiale européenne, s'approchera du Soleil comme aucun autre engin ne l'a encore fait. Elle se risquera en effet jusqu'à 42 millions de kilomètres de la surface de l'astreastre solaire. Elle en sera alors presque quatre fois plus proche que la TerreTerre et évoluera à l'intérieur de l'orbiteorbite de Mercure.

À cette distance, les instruments recevront environ treize fois plus d'énergieénergie que si la sonde était près de la Terre. Autrement dit, ils devront faire face à des tempêtestempêtes de rayonnements UVUV, X et gamma très énergétiques. Soumise à des températures avoisinant les 600 °C, la sonde sera dotée d'un bouclier thermique pour réduire la température à l'intérieur de l'engin. Le point le plus froid du satellite sera d'environ -60 °C.

Test du bouclier thermique de la sonde Solar Orbiter. Pour une fois, ce n'est pas un test d'un modèle de vol qui a servi à valider la conception et les choix technologiques mais un modèle d'ingénierie. © Esa

Test du bouclier thermique de la sonde Solar Orbiter. Pour une fois, ce n'est pas un test d'un modèle de vol qui a servi à valider la conception et les choix technologiques mais un modèle d'ingénierie. © Esa

Le froid de l'espace et la chaleur du Soleil simulés en laboratoire

Constitué de multiples couches de titanetitane et d'un revêtement en carbonecarbone, ce bouclier, de 3,1 m x 2,4 m, est percé de trois trous circulaires. Ils permettront aux quatre instruments dédiés à l'observation directe du SoleilSoleil d'opérer derrière une protection en bérylliumbéryllium ou en verre.

L'Agence spatiale européenne l'a testé récemment dans le grand simulateur spatial installé dans son centre technique aux Pays-bas (Estec). Avec un diamètre de 10 m et une hauteur de 15 m, il est le plus grand d'Europe. À l'intérieur ont été simulées les conditions spatiales attendues à cette distance du Soleil. De l'azote liquideliquide (-190 °C) a simulé le froid glacial de l'espace et 19 lampes au xénonxénon, d'une puissance de 25 kW chacune, ont simulé l'ensoleillement de la sonde.

Cet essai, qui a duré plusieurs jours, a été suivi par des caméras à infrarougesinfrarouges pour contrôler en temps réel la température de la face avant du bouclier. Des capteurscapteurs de chaleurchaleur, répartis en différents endroits du bouclier thermique, ont également été utilisés. Des caméras étaient en permanence pointées sur ce bouclier pour détecter le moindre mouvementmouvement de déformation ou l'apparition d'un point de rupture de la face avant du bouclier. Ce test a aussi permis de qualifier le logiciellogiciel qui prédira avec précision les températures de vol.