L'Amérique latine cherche ses richesses dans l'espace en atteignant Jupiter en 30 jours

L'Amérique préhispanique a donné naissance à des théories sophistiquées dans l'astronomie ancienne. Les Mayas, les Aztèques et les Incas possédaient des tables, des calendriers et des systèmes extrêmement précis pour décrire et déterminer le mouvement des planètes, des étoiles, des objets célestes et des constellations. Même les Olmèques, qui ont précédé les trois anciens empires, ont laissé des artefacts qui perturbent un ou plusieurs archéologues quant à leur connaissance précise des étoiles. Aujourd'hui, les scientifiques et les ingénieurs des temps modernes restent perplexes face aux prouesses architecturales et techniques des anciens empires des Amériques, qui reflétaient une précision astronomique sans précédent.

Malgré le riche héritage culturel, astronomique et technique de trois puissants empires préhispaniques, témoignage de la réussite créative dans la région, seule une poignée de scientifiques et d'ingénieurs d'Amérique latine ont participé à des missions spatiales modernes au-delà de l'orbite terrestre basse.

 Time Machine (2017). Marco Vargas.

Cette histoire parle de la reprise du feu en Amérique latine qui remonte à des millénaires. Cette histoire parle de ceux qui ont osé déployer une petite mission sans propulseur pour atteindre Jupiter en moins de temps. Actuellement, tout aller-retour vers Jupiter prendrait de nombreuses années et des poches et des budgets plus profonds , donc le succès d'atteindre Jupiter rapidement et sans propulseur pourrait changer notre compréhension de ce que signifie voyager sur de vastes distances dans notre système solaire à une fraction du coût. .

JOVE : une mission sans propulseur avant-gardiste

L' expérience d'observation de la vitesse de Jupiter (JOVE) est une nouvelle mission à énergie solaire qui utilisera l'élan, la vitesse et la direction du vent solaire comme poussée propulsive pour atteindre le système jovien en 30 jours. Les vents solaires sont les poussées de plasma et de gaz ionisé (chargé) émis en continu par le Soleil, qui varient en intensité, densité et composition, mais sont toujours présents dans l'étendue du système solaire.

JOVE est proposé par une équipe interdisciplinaire de scientifiques et d'ingénieurs aux États-Unis et en Amérique latine (Équateur et Costa Rica). Ils composent le groupe Practical Interplanetary Propulsion du Nuclear Future Flight Propulsion Committee de l'American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA).

 JOVE rendering. Image credits: B. Freeze, J. Greason, R. Nader et al.

JOVE sera conçu avec une architecture micro-satellite compacte 16U qui comprend deux bobines supraconductrices à haute température de 9 mètres de diamètre. Ces bobines sont responsables de l'enclenchement du système de propulsion "Wind Rider". Le système Wind Rider a fait l'objet d'une démonstration expérimentale au sol. Pour la mission, le vaisseau spatial utiliserait les bobines supraconductrices pour générer un grand champ magnétique rotatif (RMF) qui interagit avec le vent solaire pour la poussée et la magnétosphère dense de Jupiter pour la décélération.

La plupart du matériel de JOVE sera construit par l' Agence spatiale civile équatorienne (EXA) , qui possède une vaste expérience dans la conception de matériel puissant et compact pour le marché des Cubesat, y compris l'une des batteries à plus haute densité d'énergie pour les Cubesats (350Whr). Ce type de batterie fera fonctionner la balise de télémétrie pour mesurer et transmettre des données. De plus, la petite charge utile scientifique comprendra le capteur SPAN-Ai développé à l'Université de Californie à Berkeley, pour étudier la vitesse du vent solaire et le plasma dense dans la magnétosphère de Jupiter. Il comprendra également une caméra de recul pour capturer Jupiter.

 JOVE's schematics. Image credits: B. Freeze, J. Greason, R. Nader et al.

Le lancement de JOVE doit avoir lieu lorsque Jupiter est directement opposé au Soleil le 2 novembre 2023 ou le 7 décembre 2024, pour engager le système de propulsion Wind Rider sans fronde gravitationnelle (assistance gravitationnelle). Après cela, JOVE peut être déployé en orbite cis-lunaire ou à partir d'une apogée de 60 à 90 000 km côté Soleil par un lance-roquettes traditionnel. Une fois dans l'espace, JOVE active le RMF à l'intérieur des deux bobines et déploie les panneaux solaires et le pare-soleil (pour protéger les bobines à une certaine distance). L'équipe s'attend à ce que le Wind Rider de JOVE accélère le vaisseau spatial à une vitesse proche de 300 km s-1.

 JOVE rendering. Image credits: B. Freeze, J. Greason, R. Nader et al.

Ronnie Nader

Il n'y a pas de raccourci pour devenir une espèce spatiale. Faire progresser la propulsion dans l'espace est au cœur du devenir multiplanétaire. Selon le commandant Ronnie Nader, nous devons commencer à construire et à tester des systèmes de propulsion pratiques qui peuvent nous emmener vers les planètes extérieures en beaucoup moins de temps et à un coût nettement inférieur. Le commandant Nader est le premier et le seul cosmonaute équatorien, le premier civil de l'histoire moderne à avoir suivi la formation de cosmonaute au GCTC ( diplôme ASA / T - Advanced Suborbital Astronaut Trained ) avec le soutien de l'armée de l'air équatorienne (FAE). Il a fondé l'Agence spatiale civile équatorienne (EXA) dont le siège est à Guayaquil après sa formation en 2007 et en a été le directeur des opérations spatiales. Nader est titulaire de plusieurs adhésions seniors à l'American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA), au Comité de sécurité spatiale de la Fédération internationale d'astronautique (IAF) et à l'Académie internationale d'astronautique, entre autres.

En 2019, Nader a créé le groupe de travail sur la propulsion interplanétaire pratique au sein du comité de propulsion nucléaire et future de l'AIAA pour développer des systèmes de propulsion avancés avec des délais réalistes. L'inspiration de Nader est née de son expérience professionnelle et entrepreneuriale en Amérique latine. Sans les budgets et l'infrastructure d'un million de dollars pour les activités scientifiques avancées dans l'espace, Nader a dû faire preuve d'ingéniosité et de créativité avec ce qui est disponible.

Nader a recruté le reste de l'équipe du Groupe de propulsion interplanétaire pratique au plus fort de la pandémie de COVID-19. Ils ont commencé à travailler sur différents concepts et ont suivi des règles spécifiques. Les règles du groupe peuvent être résumées comme suit : tout concept révolutionnaire doit être mathématiquement prouvé et construit sur des précédents qui ont été simulés, fabriqués ou testés au sol et dans l'espace. Mais, plus important encore, le groupe doit utiliser les lois éprouvées de la physique moderne.

« Il est important de souligner que les planètes ne grandissent pas. La population le fait », a déclaré Nader. « De plus, tout ce que la planète produit est à la limite de l'ambition humaine. Mais cela n'a pas à être vrai. Les richesses du système solaire pourraient changer notre façon de vivre d'une économie planétaire à une économie multiplanétaire. Ces richesses pourraient redéfinir le concept de pauvreté jusqu'à ce qu'il devienne obsolète, mais seulement si nous pouvions l'atteindre. Concrètement, le défi actuel de l'industrie spatiale est qu'il faut une décennie pour tout aller-retour. Nous devons le rendre abordable afin qu'il soit possible de le financer. Alors, en tant qu'espèce en croissance qui occupera bientôt pleinement sa niche écologique, pourquoi ne pas considérer les trésors du système solaire à notre portée ? Un seul minéral pourrait avoir un impact considérable sur le développement économique de l'Amérique latine.

Nader souligne l'évidence. Les entreprises peuvent rapidement fermer leurs portes sans aucun profit. Même pour les investisseurs, les entrepreneurs et les clients potentiels les plus ouverts d'esprit, l'état d'esprit à long terme implicite dans une économie multiplanétaire pourrait encore être trop éloigné. Le test de JOVE dans l'espace sera un tremplin pour l'équipe qui cherche à recadrer la conversation de l'espace lointain comme un luxe à l'espace lointain comme une nécessité pour une civilisation de plus en plus avide d'énergie. Ce recadrage nécessitera d'ajuster les perceptions selon lesquelles seules les agences spatiales traditionnelles et les grandes entreprises bien financées peuvent déployer des missions scientifiques complexes au-delà de l'orbite terrestre basse.

Pour la région d'Amérique latine riche en ressources naturelles limitées et en minéraux précieux, y compris le lithium et le sel, entre autres, la possibilité de s'aventurer dans le vaste au-delà à un prix abordable semble être une vente facile. Malheureusement, ce n'est pas nécessairement le cas.

« Les fusées ont toujours été considérées comme la solution par défaut pour les voyages interplanétaires. Cependant, tout au long de l'histoire spatiale de l'humanité, de nombreuses décisions techniques et d'ingénierie ont eu des connotations ou des intérêts politiques qui y sont liés au détriment de l'aspect pratique. Nous voulons rester fidèles à l'ingénierie et à la conception scientifique comme prévu initialement, et avec la liberté de choisir de rester indépendants.

L'équipe prévoit de financer le lancement de JOVE avec des fonds du secteur privé.

Jaime Jaramillo

Pour Jaime Jaramillo, rendre pratique une mission scientifique interplanétaire pour l'Amérique latine est vital. Jaramillo est le directeur adjoint des opérations spatiales de l' EXA et le PDG de l' Institut de recherche aérospatiale quantique - QAS avec sa base à Quito.

« C'est un honneur de travailler dans ce groupe, en particulier sur les systèmes de propulsion pratiques pour le système solaire. Considérez comment nous pourrions développer plus rapidement les missions d'exploration minière ramenant des minéraux sur Terre. Cela peut être une excellente affaire pour toute personne de la région qui souhaite y investir.

Jaramillo a déjà été témoin de la valeur du transfert de connaissances en travaillant sur JOVE.

"Actuellement, les télécommunications dans l'espace lointain ne sont dirigées que par quelques systèmes liés à des agences spatiales établies, par exemple, le Deep Space Network (DSN) et le Near Space Network (Near Space Network) de la NASA. Mais la réservation et la planification dans ces systèmes, qui n'ont traditionnellement servi qu'à une poignée de missions, présentent un cauchemar logistique car ils ne s'adaptent pas bien. Les temps d'attente pour réserver un créneau se traduisent souvent par plusieurs décennies. Ainsi, une application pratique des voyages interplanétaires signifie que nous devons commencer à travailler de manière indépendante sur des systèmes au sol indépendants de ces grands systèmes établis. C'est quelque chose que nous avons déjà appris rien qu'en travaillant sur le design de JOVE car, chez EXA, nous allons jusqu'au bout lorsque nous nous impliquons. Les leçons apprises sont déjà utiles pour l'avenir, ce qui rend notre concentration sur cette mission significative.

Adolfo Chaves Jimenez

Adolfo Chaves Jiménez, ingénieur en systèmes spatiaux, professeur et chercheur au Costa Rica, fait partie de l'équipe de navigation de JOVE - une composante essentielle et stimulante de la mission. L'orientation du vaisseau spatial influence directement et profondément sa dynamique, sa navigation et son contrôle. Sans propulseur, JOVE naviguera à grande vitesse avec les paramètres variables du vent solaire rendant la maniabilité de JOVE particulièrement difficile à anticiper. De nombreux paramètres nécessaires pour générer une navigation pratique ne seront connus qu'au lancement de la mission.

Chaves possède une expertise à la fois dans l'orientation des engins spatiaux et dans la dynamique orbitale. Malgré les inconnues, son rôle au sein de l'équipe de navigation est de développer et de surveiller les capteurs embarqués qui détermineront la direction tout au long de la mission et le logiciel de mission orbitale pour s'assurer que JOVE atteigne sa destination finale.

"Il y a beaucoup de choses que nous devons résoudre d'un point de vue conceptuel et technologique", a expliqué Chaves. "Mais nous utilisons les principes et les systèmes éprouvés qui existent déjà pour appliquer un état d'esprit de conception efficace et le tester."

Pour Chaves, Internet et les progrès du calcul, des logiciels et de la simulation ont changé la façon dont les professionnels de l'espace collaborent et se forment. La proximité n'est plus un obstacle à une collaboration efficace avec les autres.

« Je crois que les compétences et les capacités pour les missions spatiales de haut niveau sont réparties de manière égale dans le monde. JOVE montre que de nombreux professionnels en Amérique latine possèdent les mêmes niveaux d'expertise concurrentielle que dans d'autres zones géographiques. En fait, la résolution de problèmes pour beaucoup d'entre nous en Amérique latine nécessite d'être très créatif et extrêmement pratique, compte tenu des limites budgétaires et de l'accès aux infrastructures. Il y a donc beaucoup de possibilités dans la conception et la créativité car ce type de conception efficace vise certains aspects particuliers, et y travailler ne sera pas découragé par votre nationalité comme dans le cas de travailler uniquement pour des agences spatiales ou dans certaines localités. ”

Chaves a parlé d'un bloc culturel et financier profondément enraciné qui empêche la science et la recherche spatiales de prospérer dans la région. Une partie de ce bloc, selon Chaves, concerne le sentiment d'être mal équipé ou non préparé par rapport aux nations spatiales plus établies. Cependant, l'histoire de l' Argentine et du Brésil montre comment des scientifiques et des ingénieurs avant-gardistes ont été les pionniers d'avancées critiques au début des années 1950, compte tenu des outils et des équipements disponibles à l'époque et parfois aux côtés de ceux des États-Unis.

« Je crois qu'il est naturellement humain d'explorer. C'est un rêve devenu réalité de travailler sur le raccourcissement des distances entre les planètes et d'influencer la compréhension de l'humanité sur l'accès au système solaire. Le terrain, pour moi, a toujours été un test de démonstration qui reflète l'évolution d'une société à un moment donné. En Amérique latine, nous pouvons être au même niveau que d'autres dans les pays industrialisés parce que nous pouvons être très créatifs et faire des choses innovantes au-delà de la résolution de beaux problèmes techniques.

Principaux points à retenir : Oser planifier avec audace

 Time Machine (2017). Marco Vargas.

J'ai remarqué que même si l'empreinte spatiale de la région souffre toujours des silos dans le financement, le manque de talents n'est pas le problème. Nader, Jaramillo et Chaves ont été les pionniers de plusieurs efforts régionaux pour rendre la recherche et le développement spatiaux accessibles. J'ai écrit sur leurs projets de lancement d'un équipage de vol suborbital entièrement latino-américain ( LATCOSMOS-C ) et d'un réseau quantique dans l'espace .

L'équipe JOVE, y compris Nader et al., et les chercheurs reconnus aux États-Unis, seront dans une position unique pour tirer parti de leur expertise et de leurs réseaux plus larges pour mener à bien cette mission. Tout le monde peut rêver, mais seuls ceux qui osent réaliser exécuteront leurs plans.

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L'artiste Marco Vargas de la province de Saint-Domingue en Équateur conçoit depuis plus de sept ans. Inspiré par les mystères et la nouveauté de l'intelligence artificielle, de l'apprentissage automatique et de l'univers connu, Vargas a créé les graphiques animés courts, Time Machine (2017) .

"C'est impressionnant de voir comment l'art et la technologie vont de pair", a déclaré Vargas. « L'art offre une vision perturbatrice et prophétique de ce que sera l'avenir tout en anticipant éventuellement d'innombrables scénarios possibles dans lesquels la science et la technologie font partie de cette réalité écrite ou illustrée par l'artiste. J'aimerais voir une révolution dans les domaines de l'espace et de la technologie en Amérique latine afin que la région s'implique davantage dans la proposition, le développement et la création d'actifs technologiques qui contribuent à accélérer la croissance et à ajouter de la valeur à cette industrie en pleine croissance.

Divulgation complète : je n'ai aucun intérêt financier dans les entreprises ou les projets abordés dans cet article au moment de la publication (juin 2022). Je n'accepte pas les offres de marketing d'affiliation ou les recommandations payées qui pourraient influencer mes recherches pour l'article.

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