Europa Clipper devra connaître son orientation lors de son voyage de la Terre à Jupiter et en orbite autour de Jupiter. Ceci est essentiel pour que le vaisseau spatial oriente les instruments pour les observations scientifiques et pointe ses antennes de communication pour transmettre les données vers la Terre.

Pour y parvenir, vous utiliserez les étoiles.

Techniquement appelées unités de référence stellaires, Europa Clipper utilisera deux « suiveurs d’étoiles » pour apprendre comment le vaisseau spatial est orienté en rotation dans l’espace. La conception du capteur d’étoiles Europa Clipper était particulièrement difficile en raison de l’intense environnement de rayonnement jovien. Ce rayonnement est constitué de particules chargées de haute énergie accélérées par le champ magnétique de Jupiter. Les particules créent des milliers de points lumineux et de stries dans les images de suivi des étoiles. Pour surmonter ce bruit visuel, les ingénieurs ont conçu le suiveur d’étoiles pour filtrer les taches et les traînées, permettant à son ordinateur de se concentrer sur les étoiles elles-mêmes.

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Qu’est-ce qu’un traqueur d’étoiles ?

Un traqueur d’étoiles est une petite caméra avec un ordinateur qui conserve un catalogue d’étoiles avec des positions connues. Pendant que la caméra observe le ciel étoilé, l’ordinateur compare le motif des étoiles dans les images à son catalogue d’étoiles et détermine l’orientation de l’engin spatial dans l’espace. L’utilisation d’étoiles comme référence permet à un vaisseau spatial d’ajuster son orientation pour pointer avec précision des objets dans l’espace, tels que des lunes ou des galaxies lointaines, ainsi que de pointer ses antennes de communication pour transmettre des données vers la Terre.

« Sans connaître l’orientation exacte du vaisseau spatial, il serait impossible de pointer précisément les instruments scientifiques vers Europa pour collecter des données, ou de pointer précisément l’antenne vers la Terre pour la communication », a déclaré Mana Salami, ingénieur système au Laboratoire de la NASA Jet Propulsion en Californie du Sud. .

L’un des boîtiers électroniques de suivi des étoiles d’Europa Clipper (le cube de couleur bronze au centre) se trouve dans une salle blanche au JPL pour les tests. Après le lancement du vaisseau spatial en octobre 2024, le traqueur d’étoiles identifiera de manière autonome les étoiles pour déterminer l’orientation d’Europa Clipper dans l’espace. L’appareil est essentiel pour cibler avec précision les instruments scientifiques et les antennes de communication du vaisseau spatial. Crédit : NASA/JPL-Caltech/J. Thompson

Salami travaille dans la direction et le contrôle pour Europa Clipper. Elle et d’autres ingénieurs étaient dans une salle blanche du JPL le 26 octobre 2021 pour tester le traqueur d’étoiles, qui venait d’arriver de France.

Le star tracker est le premier matériel de vol Europa Clipper que Salami a vu en personne après avoir rejoint la mission il y a plus de huit ans. « Au moment où je l’ai vu, j’ai réalisé encore plus que notre vaisseau spatial devenait une réalité », a déclaré Salami. « Cela m’a donné la chair de poule de me tenir à quelques mètres du traqueur d’étoiles et de penser à son rôle pour assurer le succès de cette mission audacieuse. »

Le traqueur d’étoiles visualise les étoiles avec une petite caméra, puis les compare aux étoiles de son catalogue intégré. L’identification de trois étoiles ou plus, ainsi que l’orientation des étoiles dans le champ de vision du capteur d’étoiles, fournit au vaisseau spatial ses trois axes d’orientation dans l’espace.

Pour tester le traqueur d’étoiles, les ingénieurs ont montré à l’appareil deux réseaux d’étoiles simulés pour s’assurer que l’optique fonctionnait et que le traqueur communiquait avec l’ordinateur de bord. Dans un autre test, les ingénieurs ont contourné l’optique et envoyé des champs d’étoiles simulés directement à l’ordinateur de bord pour s’assurer qu’il pouvait identifier tous les champs d’étoiles qui lui étaient donnés.

Dans la salle blanche avec Salami ce jour-là se trouvaient Herrick Chang, ingénieur senior en suivi d’étoiles, ingénieur de guidage et de contrôle Gabrielle Massone (responsable technique du contrat de l’appareil), le technicien de vol Jon Buckell et l’ingénieur QA d’Europe Shaunessy Grant.

L'une des têtes optiques de suivi des étoiles d'Europa Clipper dans une salle blanche du JPL pour les tests.

L’une des têtes optiques de suivi des étoiles d’Europa Clipper dans une salle blanche du JPL pour les tests. Crédit : NASA/JPL-Caltech

Le traqueur d’étoiles est un autre exemple du type de collaboration qui entre dans la fabrication d’un vaisseau spatial comme l’Europa Clipper. Développé par la société Sodern en France, le capteur d’étoiles Clipper d’Europa a nécessité plus de cinq ans d’étude, de conception, de construction et de test. « Compte tenu des années de travail qui ont été consacrées au traqueur d’étoiles Europa Clipper, la portée réelle de ces missions est devenue claire », a déclaré Massone. « Nous comptons sur des milliers de personnes de tous horizons pour y parvenir. »

Pour sa part, Salami est reconnaissant de pouvoir contribuer directement aux futures découvertes de la mission. « Les objectifs scientifiques et techniques d’Europa Clipper sont la principale raison pour laquelle j’ai rejoint le projet et je n’ai jamais cessé d’être enthousiasmé par celui-ci », a déclaré Salami. « C’est un rêve devenu réalité d’aider l’humanité à en savoir plus sur les mondes au-delà de la Terre qui pourraient abriter des environnements habitables. »

De Jay R. Thompson

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