L’énorme vaisseau spatial qui se dirigera vers Europe, la lune de Jupiter, utilise quatre grandes roues de réaction pour l’aider à rester orienté.
Tout comme les rovers martiens de la NASA s’appuient sur des roues robustes pour parcourir la planète rouge et faire de la science, certains orbiteurs s’appuient également sur des roues – dans ce cas, des roues de réaction – pour rester pointés dans la bonne direction. Les ingénieurs et techniciens du Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud ont récemment installé quatre roues de réaction sur Europa Clipper, qui s’appuiera sur elles lors de son voyage sur la lune glacée de Jupiter, Europa.
Lorsque le vaisseau spatial de la NASA se dirige vers l’espace lointain, se glisse en orbite autour de Jupiter et recueille des observations scientifiques tout en volant des dizaines de fois par Europa, les roues font tourner l’orbiteur afin que ses antennes puissent communiquer avec la Terre et que ses instruments scientifiques, y compris les caméras, puissent rester orientés .
Deux pieds de large et faites d’acier, d’aluminium et de titane, les roues tournent rapidement pour créer un couple qui fait tourner l’orbiteur dans la direction opposée. La troisième loi du mouvement d’Isaac Newton s’applique également dans l’espace lointain et explique le phénomène sous-jacent : pour chaque action, il y a une réaction égale et opposée. Les roues de réaction font réagir le vaisseau spatial à l’action de rotation des roues.
Voici une façon de visualiser le fonctionnement des roues de réaction : imaginez que vous êtes assis sur une chaise pivotante et que vous soulevez vos pieds du sol pour pouvoir tourner librement. Si vous secouez votre torse dans une direction, la chaise et vos jambes tourneront dans la direction opposée. Les roues de réaction fonctionnent de la même manière : lorsque le moteur de la roue de réaction accélère la roue métallique dans une direction, le vaisseau spatial subit une accélération dans la direction opposée.
Sans ces roues de réaction, Europa Clipper ne serait pas en mesure de faire ses recherches scientifiques lorsqu’il arrivera dans le système Jupiter en 2030 après son lancement en 2024. Les scientifiques pensent qu’Europe abrite un vaste océan interne qui peut avoir des conditions propices à la vie. Le vaisseau spatial recueillera des données sur l’atmosphère, la surface et l’intérieur de la lune, des informations qui aideront les scientifiques à en savoir plus sur l’océan, la croûte de glace et les panaches potentiels qui pourraient évacuer l’eau souterraine dans l’espace.
Au cours de ses orbites autour de Jupiter, Europa Clipper s’appuiera sur des roues de réaction pour l’aider à effectuer des milliers de virages, ou « rotations ». Bien que le vaisseau spatial puisse effectuer certaines de ces manœuvres avec des propulseurs, ses propulseurs ont besoin de carburant, une ressource limitée à bord de l’orbiteur. Les roues de réaction fonctionneront à l’électricité fournie par les vastes panneaux solaires du vaisseau spatial.
Le compromis est que les roues de réaction fonctionnent lentement. Les roues de réaction d’Europa Clipper prendront environ 90 minutes pour faire pivoter l’engin de 180 degrés, un mouvement si graduel qu’à distance, il serait imperceptible à l’œil humain. La rotation de l’engin spatial sera trois fois plus lente que l’aiguille des minutes d’une horloge.
De plus, ils peuvent s’user avec le temps. Cela s’est produit sur le vaisseau spatial Dawn de la NASA, obligeant les ingénieurs à comprendre comment tourner à l’aide de propulseurs avec le carburant disponible. Pour remédier à cela, les ingénieurs ont installé quatre roues sur Europa Clipper même si seulement trois sont nécessaires pour manœuvrer. Ils alternent les trois roues en fonctionnement pour égaliser l’usure. Cela leur laisse une roue « de secours » si l’une des autres tombe en panne.
L’installation des roues était l’une des étapes les plus récentes de la phase connue sous le nom d’opérations d’assemblage, de test et de lancement. Des instruments scientifiques continuent d’arriver au JPL pour être ajoutés au vaisseau spatial. Ensuite, une variété de tests seront effectués, alors que le vaisseau spatial se dirige vers sa période de lancement d’octobre 2024. Après avoir parcouru plus de 1,8 milliard de miles (2,9 milliards de kilomètres), Europa Clipper sera prêt à commencer à percer les secrets de ce monde glacé.