L'espace est l'un des environnements les plus extrêmes imaginables. Au-dessus de l'atmosphère isolante de la Terre, les engins spatiaux sont soumis à des températures extrêmes, chaudes et froides, et à une menace considérablement accrue de dommages par rayonnement.
La première condition extrême à laquelle un vaisseau spatial doit faire face est celle du lancement. La fusée qui place le vaisseau spatial en orbite le secouera également violemment et le frappera avec des ondes sonores extrêmement fortes.
L'un ou l'autre de ces phénomènes peut briser des équipements délicats et les ingénieurs construisent donc toujours un modèle thermique et structurel de l'engin spatial et le testent. Ils simulent les conditions de lancement à l'aide de la table de vibration et de la chambre acoustique du Centre européen de technologie spatiale de l'ESA (ESTEC) aux Pays-Bas.
Les températures dans l'espace peuvent aller du froid extrême, des centaines de degrés sous le point de congélation, à plusieurs centaines de degrés au-dessus? surtout si un vaisseau spatial s'aventure près du Soleil.
Bien qu'il n'y ait pas d'air dans l'espace, l'énergie est transportée par des rayonnements, provenant généralement du Soleil, qui provoquent un échauffement lorsqu'ils sont absorbés par des vaisseaux spatiaux, des planètes ou d'autres corps célestes.
Selon l'endroit où ils souhaitent faire fonctionner un véhicule dans l'espace, les ingénieurs intègrent des systèmes de refroidissement ou des isolateurs.
Cependant, dans le cas du chasseur de comètes Rosetta de l'ESA, le vaisseau spatial doit d'abord s'aventurer dans la chaleur du système solaire intérieur, avant de s'éloigner dans le système solaire extérieur gelé.
Les ingénieurs ont conçu un système de "persiennes" qui s’adaptent sur les panneaux de radiateur de l’engin spatial. Lorsque Rosetta est dans le système solaire intérieur, les volets s'ouvrent, permettant aux radiateurs d'expulser l'excès de chaleur dans l'espace.
Plus tard, dans le système solaire extérieur, les persiennes se sont fermées, aidant à retenir la chaleur à l'intérieur. Pour que les circuits intégrés et les ordinateurs fonctionnent dans l'environnement de rayonnement de l'espace, il faut protéger les équipements électroniques sensibles.
Le rayonnement dans l’espace peut être divisé en types «piégés» et «transitoires». Les particules piégées sont les particules subatomiques, principalement des protons et des électrons, piégées par le champ magnétique terrestre qui crée les ceintures de rayonnement de Van Allen autour de notre planète.
Le quatuor de grappes de vaisseaux spatiaux est conçu pour travailler et explorer cette région de l'espace.
Le rayonnement transitoire est principalement composé de protons et de rayons cosmiques qui circulent constamment dans l’espace et s’accentuent pendant les orages magnétiques du Soleil appelés «éruptions solaires».
Lorsque ce rayonnement entre en collision avec des circuits électroniques, ils peuvent modifier le contenu des cellules de mémoire, faire circuler des courants parasites autour de l'engin ou même brûler des puces informatiques.
La construction de circuits intégrés qui résistent aux effets des rayonnements est appelée «durcissement de l'espace». Habituellement, cela implique de repenser les puces afin qu'elles soient protégées d'une manière ou d'une autre des rayonnements nocifs. Une autre approche consiste à détecter les erreurs produites par le rayonnement spatial et à les corriger.
Les douches de météores peuvent également endommager les vaisseaux spatiaux. Les petites particules de poussière qui nous font voir des «étoiles filantes» voyager dans l’espace à plusieurs kilomètres par seconde et peuvent avoir pour effet de «sabler» de grands réseaux de panneaux solaires vitaux.
Lors d'une tempête de Léonides, par exemple, les scientifiques ont fait tourner le télescope spatial Hubble de sorte que ses panneaux solaires présentaient la plus petite surface aux météores entrants.
Source d'origine: communiqué de presse de l'ESA
