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Apr 04, 2024

Une nouvelle approche pour réduire le risque de perte d’énergie solaire

Article du 20 août 2023 Cet article a été révisé conformément au processus éditorial et aux politiques de Science X. Les éditeurs ont mis en avant les attributs suivants tout en garantissant la qualité du contenu

Article du 20 août 2023

Cet article a été révisé conformément au processus éditorial et aux politiques de Science X. Les éditeurs ont mis en avant les attributs suivants tout en garantissant la crédibilité du contenu :

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par Ingrid Fadelli, Phys.org

La NASA et d'autres agences spatiales du monde entier envoient périodiquement des robots et des véhicules automatisés dans l'espace pour explorer les planètes et autres objets célestes de notre système solaire. Ces missions peuvent grandement améliorer notre compréhension de l’environnement et des ressources d’autres parties du système solaire.

Des chercheurs de l'Institut d'études aérospatiales de l'Université de Toronto et du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA ont récemment mené une étude explorant les stratégies de récupération qui pourraient améliorer l'efficacité et le succès des explorations lunaires à l'aide de rovers alimentés par l'énergie solaire. Leur article, pré-publié sur arXiv, présente une nouvelle approche qui pourrait aider les rovers à énergie solaire à quitter en toute sécurité les zones d’ombre permanente de la Lune.

"Ces dernières années, plusieurs pays ont exprimé leur intérêt pour l'exploration du pôle sud lunaire, notamment les États-Unis, la Chine, l'Inde, la Russie et d'autres", a déclaré à Phys.org Olivier Lamarre, le chercheur qui a dirigé l'étude.

"La plupart d'entre eux envisagent d'utiliser des rovers alimentés par l'énergie solaire pour explorer des zones constamment à l'ombre (appelées régions ombragées en permanence, ou PSR), qui, selon nous, pourraient contenir de grandes quantités de glace d'eau. Comme on peut l'imaginer, entrer dans un PSR avec un rover à énergie solaire est une entreprise risquée ! Si le rover est retardé par des défauts, il ne pourra peut-être pas revenir au soleil avant de manquer d'énergie. "

Les rovers alimentés à l’énergie solaire peuvent présenter de nombreux avantages en termes d’efficacité énergétique, mais ils sont limités par leur dépendance à la lumière du soleil pour fonctionner. Comme certaines régions de la Lune sont en permanence dans l'ombre, la dépendance des rovers à la lumière du soleil peut les empêcher d'explorer en toute sécurité puis de quitter ces zones, les obligeant à manquer d'énergie pendant leur mission.

L'un des principaux objectifs des travaux récents de Lamarre et de ses collègues était de quantifier la probabilité de perdre des rovers à énergie solaire alors qu'ils explorent ces zones d'ombre sur la Lune. En outre, l’équipe souhaitait concevoir une approche qui pourrait contribuer à maximiser la probabilité que les rovers à énergie solaire accomplissent leurs missions en toute sécurité.

"Tout d'abord, nous devons définir ce que signifie pour un rover alimenté à l'énergie solaire d'être 'en sécurité' au pôle sud lunaire", a expliqué Lamarre. "Pour ce faire, nous prêtons attention à l'endroit où le rover sort d'un PSR, à quelle heure et à la quantité d'énergie restante dans ses batteries. Cela donne une indication si le rover peut hiberner sur place avant la prochaine étape de sa mission ( et ainsi rester « en sécurité » jusque-là). Ensuite, nous calculons une méthode de planification de traversée en ligne que le rover peut suivre à partir de n’importe quel état de départ (y compris à l’intérieur des PSR) pour maximiser sa probabilité de survie. »

La méthodologie de planification décrite par Lamarre et ses collègues est qualifiée de politique de rétablissement, car il s'agit essentiellement d'une stratégie de repli qui permet à un rover de maximiser ses chances d'atteindre la « sécurité » (c'est-à-dire les régions où la lumière du soleil l'atteindra, rechargeant ainsi son énergie). batterie). Dans leur article, les chercheurs ont montré que le calcul de cette politique de rétablissement peut être difficile dans ce contexte, car il nécessite plusieurs approximations qui, si elles sont largement incorrectes, pourraient affecter la fiabilité des prévisions globales.

"Par exemple, le temps est une dimension continue de notre espace d'état qui doit être discrétisée", a déclaré Lamarre.

"Nous devons nous assurer que cette approximation/discrétisation ne fausse pas dangereusement les prévisions sur la probabilité d'échec. Au pôle sud lunaire, l'éclairage solaire est très dynamique ; les montagnes et les cratères voisins peuvent projeter de grandes ombres sur la surface. Si le rover est un peu en retard par rapport à ce que suppose la politique (approximative), il pourrait manquer une période critique de recharge solaire. La même chose est vraie s'il est un peu en avance par rapport à ce que suppose la politique.