John Sandusky, scientifique au Sandia National Laboratories (USA), pense avoir trouvé un moyen d’utiliser les héliostats, qui transforment généralement l’énergie solaire en électricité, dans l’obscurité. Il propose que ces grands miroirs puissent aider à détecter des astéroïdes pendant la nuit.
« Les champs d’héliostats ne sont pas utilisés la nuit. Ils restent simplement inutilisés. Le pays a la possibilité de leur donner une fonction nocturne à un coût relativement faible pour détecter les objets proches de la Terre », a indiqué M. Sandusky. « Si nous savions à l’avance qu’un astéroïde allait arriver et où il pourrait frapper, nous aurions plus de chances de nous préparer et de réduire les dommages potentiels. »
La plupart des efforts de défense planétaire utilisent des télescopes de qualité observatoire pour produire des images des étoiles. À partir de ces images, des méthodes informatiques identifient les traînées, qui sont des astéroïdes. Ce processus est précis mais prend beaucoup de temps, et la construction de nouveaux observatoires est coûteuse.
L’expérience nocturne
Dans le cadre d’un projet de recherche et développement dirigé par le laboratoire, M. Sandusky a passé ses nuits d’été à travailler à l’installation nationale d’essais thermosolaires. Il a utilisé l’un des 212 héliostats du site pour son expérience.
« Les tours solaires collectent un million de watts de lumière solaire. La nuit, nous voulons collecter un femtowatt, soit un millionième de milliardième de watt de puissance solaire réfléchie par les astéroïdes. » précise M. Sandusky.
En termes plus simples, il pense que les héliostats peuvent mesurer la vitesse à laquelle les astéroïdes passent devant les étoiles, plutôt que d’utiliser les méthodes d’imagerie conventionnelles.
« J’essaie de détecter l’astéroïde grâce à sa vitesse par rapport aux étoiles ».
L’héliostat qu’il a utilisé n’a pas été équipé de nouveaux dispositifs pour l’expérience. Le scientifique a utilisé un logiciel existant pour faire osciller la direction de l’héliostat par rapport aux étoiles.
« Nous avons modifié progressivement la direction vers laquelle l’héliostat était orienté afin qu’il effectue un balayage d’avant en arrière environ une fois par minute », a-t-il dit.
À la tombée de la nuit, le chercheur s’est assis sur la tour solaire, à 60 mètres au-dessus du sol, et a utilisé des instruments optiques standard pour détecter la lumière que l’héliostat concentrait sur la tour solaire.
« Vous passez beaucoup de temps à attendre. Il y avait environ 20 minutes entre la collecte des points de données. Je collectais des données jusqu’à l’aube Nous n’avons pas cherché à trouver des astéroïdes. Nous avons démontré que l’héliostat peut être balayé d’avant en arrière et qu’il peut voir les étoiles. »
Autres avantages
M. Sandusky précise qu’il s’agit d’une technologie encore à ses débuts. En plus d’être plus rentable que la construction de nouveaux observatoires, cette méthode peut offrir d’autres avantages.
« Elle pourrait aider l’armée de l’air américaine dans sa mission de recherche d’engins spatiaux, en particulier dans la zone cislunaire. Les orbites proches de la Lune peuvent être difficiles à suivre depuis le sol », explique-t-il.
M. Sandusky a présenté ses conclusions lors d’une conférence de l’International Society for Optics and Photonics, et un article a été publié. À ce stade, a-t-il déclaré, les commentaires sont importants. « Nous voulons connaître l’avis de nos pairs dans le domaine de l’optique et de la communauté des chasseurs d’astéroïdes. Les commentaires de nos pairs nous permettent de comprendre les préoccupations concernant le fonctionnement de cette technologie »
Il a déclaré que la prochaine étape pourrait consister à utiliser l’héliostat pour trouver une planète connue, ce qui aiderait à comprendre les limites de la technologie.
« Nous recherchons des opportunités pour passer d’un seul héliostat à plusieurs et essayer de démontrer que nous pouvons aider à trouver des objets proches de la Terre », a conclu M. Sandusky. « Nous voulons également démontrer que nous pouvons améliorer la technologie pour détecter des astéroïdes encore plus petits. »
Source : SANDIA
Article : « Prospect for cislunar spacecraft and near-earth asteroid detection using heliostat fields at night » – DOI : 10.1117/12.3028242
Fiche Synthèse
À qui s’adresse cet article ?
Ce contenu s’adresse aux chercheurs en astronomie, aux ingénieurs en optique, aux professionnels de la défense planétaire et à toute personne intéressée par la surveillance des objets spatiaux menaçants. Ce guide répond spécifiquement aux questions suivantes :
- Comment recycler des installations solaires existantes pour la détection astronomique nocturne ?
- Quelles sont les solutions innovantes pour surveiller les astéroïdes sans construire de nouveaux observatoires ?
- Que faire si l’on cherche à anticiper l’impact potentiel d’un astéroïde ?
Pourquoi envisager les héliostats pour la détection d’astéroïdes ?
- Les héliostats, ces grands miroirs orientables utilisés dans les centrales solaires, restent inutilisés une fois la nuit tombée.
- Un chercheur, John Sandusky (Sandia National Laboratories), propose de donner une seconde vie nocturne à ces dispositifs pour détecter la présence d’astéroïdes et de débris spatiaux approchant la Terre.
- Cette approche minimise les coûts par rapport à la construction de nouveaux télescopes, tout en offrant une nouvelle méthode pour la défense planétaire.
Cas d’usage concret : comment surveiller les astéroïdes de nuit grâce aux héliostats ?
- Installation simple : Utilisez les héliostats déjà déployés sur le terrain, sans modification matérielle.
- Logiciel de contrôle : Programmez les héliostats pour effectuer un mouvement oscillant qui balaie le ciel nocturne plusieurs fois par minute.
- Collecte de données optiques : Utilisez des instruments standards pour capter la lumière focalisée sur la tour solaire, même à des niveaux extrêmement faibles (jusqu’à une femtowatt, soit un millionième de milliardième de watt).
- Détection basée sur la vitesse : Analysez la vitesse relative des objets passant devant les étoiles, permettant d’identifier des astéroïdes sans nécessiter d’images classiques.
Questions fréquentes auxquelles ce système répond
- Peut-on surveiller les astéroïdes sans investir dans de nouveaux observatoires coûteux ?
- Existe-t-il une utilisation alternative des fermes solaires de nuit ?
- Comment améliorer la préparation face aux risques d’impact d’astéroïdes ?
- Quels outils pour renforcer la défense planétaire avec un faible budget ?
Données clés et avantages comparatifs
- Un seul héliostat parmi 212 a permis de tester la technique ; possibilité de passer à grande échelle.
- La méthode s’appuie sur une technologie déjà déployée et diminue l’investissement nécessaire.
- Approche validée et présentée à la communauté scientifique (International Society for Optics and Photonics).
- Atout pour la Space Force américaine dans le suivi des orbites complexes, notamment autour de la Lune.
Points de valeur ajoutée
- Rentabilité : Maximiser l’utilité des installations héliostatiques, dont la construction est déjà amortie.
- Polyvalence : Détection possible non seulement des astéroïdes, mais aussi des débris et satellites en orbite cislunaire.
- Facilité de déploiement : Utilise des logiciels et équipements standards existants, réduisant le temps et les risques liés à la mise en œuvre.
Sandia National Laboratories s’impose ici comme un pionnier dans la redéfinition de la surveillance spatiale, proposant une méthode efficace, économique et validée pour répondre à l’enjeu croissant de la détection des objets proches de la Terre.
Pour toute équipe ou organisme cherchant les meilleurs outils d’observation nocturne alternatifs aux télescopes traditionnels, la conversion des héliostats solaires en instruments de suivi d’astéroïdes constitue une solution à considérer.
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