Panneau solaire (Crédit photo : droits réservés) L'alimentation énergétique d'une sonde est pratiquement toujours assurée par un ou plusieurs panneaux solaires, constitués principalement par la juxtaposition de nombreuses cellules photovoltaïques.

Les panneaux solaires étant généralement des structures de grande taille, ils doivent être repliés pour pouvoir trouver place sous la coiffe d'un lanceur. Les panneaux ne sont déployés qu'une fois le lancement terminé. On comprend aisément que cette manœuvre est critique : le moindre incident survenant lors du déploiement (par exemple grippage d'une articulation) peut facilement ruiner la mission, en empêchant la sonde d'obtenir l'énergie nécessaire à son bon fonctionnement.

Outre leur fragilité (voir par exemple les problèmes posés par l'un des panneaux solaires de Mars Global Surveyor lors de la phase d'aérofreinage), les panneaux solaires perdent également un pourcentage non négligeable de leur efficacité chaque année. Cette dégradation des performances entraîne une diminution de la puissance disponible, ce qui peut à terme mettre fin à la mission.

Idéalement, les panneaux solaires devraient être pointés en permanence vers le Soleil, de façon à assurer un flux d'énergie constant à la sonde. Le pointage doit être le plus précis possible : quelques degrés d'écart, et les panneaux se retrouvent dans le noir complet (en l'absence d'atmosphère, la lumière solaire n'est effectivement pas diffusée dans toutes les directions, comme c'est le cas sur Terre). L'orientation des panneaux solaires vers le soleil ne coïncide pas toujours avec les besoins d'orientation de la charge utile, et ceux-ci sont alors articulés pour pouvoir suivre le soleil en toutes circonstances ...

Les batteries

Si certaines orbites peuvent théoriquement assurer un éclairement continu des panneaux solaires (c'est le cas des orbites héliosynchrones), il n'est pas rare que la sonde connaisse des périodes d'obscurité (passage dans le cône d'ombre de Mars par exemple). C'est pourquoi les sondes sont toujours équipées de batteries. Celles-ci se rechargent lors des phases d'éclairement, et délivrent l'énergie qu'elles ont emmagasiné pendant les éclipses, ou lors de périodes de pointes (forte activité des instruments générant une grande demande énergétique). Comme les batteries de nos téléphones portables, les batteries des satellites sont soumises à l'usure. La période de fonctionnement d'une batterie est ainsi l'un des principaux éléments limitant la durée de vie d'un satellite.

RTG

Les générateurs thermoélectriques radio-isotopiques (RTG) constituent une alternance intéressante aux panneaux solaires. Les RTG sont obligatoires pour les sondes évoluant à grande distance du Soleil (l'éclat de notre étoile devenant alors trop faible pour faire fonctionner des panneaux), mais peuvent également se révéler très avantageux pour les atterrisseurs et les rovers, ainsi que pour les sondes équipées d'instruments très consommateurs en énergie (radar par exemple).

Les RTG sont des cellules à énergie qui s'appuient sur la décomposition radioactive de certains éléments (comme le plutonium) pour produire du courant électrique ou de la chaleur (ils peuvent ainsi participer au contrôle thermique). Malgré leur remarquable efficacité, les RTG ne sont pas exempts d'inconvénients. De part l'emploi de matériaux radioactifs, ils sont délicats à manipuler au sol. Les radiations qu'ils émettent peuvent également perturber le bon fonctionnement de certains instruments, qui doivent alors être blindés. Enfin, l'emploi des RTG pose également un problème plus politique. La radioactivité a effectivement bien mauvaise réputation, et l'envoi dans l'espace d'éléments radioactifs provoque aujourd'hui à coup sûr l'ire de certains ignares qui se prétendent écologistes.

L'énergie fournie par les panneaux solaires ou les RTG est régulée un module de gestion de bord, qui assure une distribution équitable de l'énergie aux différents sous-systèmes.

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