Aérocapture

En 2008, l'un des groupes de semences que vous avez reçus a été soumis à une simulation d'aérocapture, alors que l'autre est un groupe témoin. Le premier groupe est désigné « Groupe A » et l'autre, « Groupe B », mais vous ne saurez pas lequel est lequel avant d'avoir soumis vos résultats au terme du processus de germination.

L'aérocapture est une manœuvre de vol qui permet de se servir de l'atmosphère d'une planète pour freiner un véhicule spatial et lui permettre de s'insérer en orbite autour de celle-ci. Cette manœuvre pourrait notamment être utilisée pour des cibles comme Mars, Venus et Titan, une lune de Saturne. L'aérocapture a pour principal avantage qu'elle permet une économie de carburant. Lorsqu'elle entre en contact avec le véhicule spatial, l'atmosphère produit une friction, ce qui ralentit le véhicule spatial. L'énergie associée à la très grande vitesse du véhicule est alors transformée en chaleur. Cette « capture » rapide élimine la nécessité d'embarquer à bord de très grandes quantités de carburant, ce qui allège le véhicule au décollage et réduit les coûts associés au lancement.

Deux systèmes de base peuvent être utilisés pour effectuer des manœuvres d'aérocapture. On peut recouvrir le véhicule spatial de matériaux thermoprotecteurs ou le doter d'un système d'aérocapture, comme un bouclier thermique gonflable ou un ballon-parachute fabriqué de matériaux fins et résistants, que le véhicule traîne derrière lui après l'avoir déployé dans le vide spatial.

Pour ce qui est de la première solution, une coque épointée et rigide encapsule l'engin spatial dans ce que l'on pourrait appeler une coquille de protection. Cette coquille est une surface aérodynamique qui produit une portance et une résistance et qui offre une protection contre la chaleur intense que produisent les rentrées atmosphériques à haute vitesse. Une fois le véhicule spatial inséré sur orbite, le bouclier thermique est largué.

Pour ce qui est du système de ballon-parachute, le véhicule spatial déploie derrière lui un dispositif ayant l'allure d'un beigne, plus large que le véhicule, et constitué de matériaux légers multicouches. Ce dispositif traîne derrière le véhicule spatial, à l'instar d'un parachute. Une fois la manœuvre d'aérocapture terminée, il peut être facilement largué. Puisque le ballon-parachute encaisse la majeure partie de la chaleur et des forces aérodynamiques, la protection thermique installée sur le véhicule spatial peut être réduite au minimum.

Le concept de bouclier thermique gonflable ressemble beaucoup à ceux du bouclier thermique et de la coque épointée. Le bouclier thermique gonflable est considéré par plusieurs comme un système hybride puisqu'il est constitué d'un embout rigide et d'un dispositif de décélération gonflable servant à accroître la surface de trainée. Avant d'entrer dans l'atmosphère, le bouclier thermique gonflable se déploie à partir de la pointe avant rigide du véhicule. Une fois gonflé, il offre une surface aérodynamique plus importante, laquelle permet de ralentir le véhicule spatial. Les matériaux multicouches minces, renforcés par une membrane céramique, offrent une grande latitude quant à la conception et à l'exploitation de l'engin spatial.

Des chercheurs de la NASA songent à se servir des technologies d'aérocapture pour faciliter l'atteinte d'une vaste gamme d'objectifs, comme envoyer des modules orbiteurs autour de Titan, de Venus, de Mars et de Neptune. L'objectif de ce programme vise l'élaboration d'un système de propulsion spatiale permettant de réduire considérablement le coût, la masse et la durée de transit des missions spatiales scientifiques de la NASA prévues à court et à moyen termes.

Les sites Web qui suivent offrent aux enseignants des informations sur le processus d'aérocapture (sites en anglais seulement) :