Des chercheurs explorent une utilisation inédite des panneaux solaires en les transformant en détecteurs d’astéroïdes. Cette innovation pourrait redéfinir la manière de surveiller les objets célestes tout en maximisant l’utilisation des infrastructures solaires même après le coucher du soleil.
Une centrale solaire utilisée pour surveiller le ciel nocturne
Pour éviter que les centrales solaires restent inactives après la tombée de la nuit, le scientifique John Sandusky des Laboratoires Nationaux Sandia envisage d’ajouter une nouvelle fonction aux miroirs heliostatiques. Au National Solar Thermal Test Facility, il teste leur capacité à détecter des astéroïdes durant la nuit.
Malgré leurs avantages, tous les systèmes d’énergie solaire partagent une faiblesse commune : ils ne fonctionnent pas la nuit. La production d’électricité s’interrompt dès que le soleil se couche, jusqu’au lever suivant.
John Sandusky, scientifique aux Laboratoires Nationaux Sandia, sur le terrain des heliostats du National Solar Thermal Test Facility. Il a mené des recherches nocturnes indiquant que les heliostats peuvent détecter des astéroïdes. (Photo de Craig Fritz)
Cette contrainte est couramment acceptée dans le domaine de l’ingénierie, mais Sandusky s’est demandé s’il existait un moyen d’exploiter les centrales solaires lorsque le ciel est étoilé. Cette question a conduit aux tests menés à Albuquerque, au Nouveau-Mexique.
Cette installation est unique aux États-Unis. Elle se compose d’une tour de béton de 61 mètres de hauteur, entourée de 218 miroirs montés sur des heliostats qui suivent automatiquement le soleil en concentrant ses rayons sur un point ciblé sur la tour.
Avec une surface réfléchissante de 37 mètres carrés, l’installation peut générer 6 mégawatts thermiques. Mais lorsque le soleil disparait, la production d’énergie tombe à zéro.
Comment un miroir solaire s’est transformé en « télescope »
Les heliostats, cependant, peuvent faire plus que simplement suivre le soleil. Ils peuvent être programmés pour suivre d’autres objets, et c’est ce que Sandusky a voulu explorer.
Dans le cadre d’un projet de recherche interne, il a programmé l’un des heliostats pour examiner le ciel nocturne comme un télescope. La lumière réfléchie était dirigée vers des instruments optiques situés sur la tour.
La quantité d’énergie captée était minime, seulement un femtowatt, mais en faisant osciller le miroir sur un cycle d’une minute, Sandusky a créé les conditions propices à la détection des astéroïdes.
Traditionnellement, les astéroïdes sont identifiés à l’aide de télescopes optiques qui capturent des images sur une période prolongée, durant plusieurs minutes ou heures. Dans ces expositions longues, les étoiles apparaissent comme des points fixes. En revanche, un asteroïde apparaît comme un trait lumineux, permettant aux astronomes de calculer son existence, sa distance, sa taille et son orbite.
Le défi réside dans le fait que le ciel est immense et peu de télescopes existent. Par conséquent, de nombreux astéroïdes continuent d’être découverts par des astronomes amateurs. Avec l’augmentation de la considération des astéroïdes comme sources de minéraux précieux et menaces potentielles pour la Terre, la nécessité d’améliorer les méthodes de détection s’intensifie.
Au-delà des astéroïdes : applications militaires potentielles
La méthode de Sandusky ne produit pas d’images visibles avec des traits. Au lieu de cela, elle capture le spectre de puissance du courant photoélectrique de la lumière reçue avec une résolution inférieure à un milliHertz. Si un asteroïde ou une navette spatiale entre dans le champ de vision, une variation de fréquence par rapport à la lumière des étoiles se produit, indiquant un changement dans l’angle de mouvement.
Bien que cela ne soit pas aussi impressionnant qu’une photo avec un trait visible, cela suffit à illustrer le potentiel d’utiliser des centrales solaires inactives comme un complément peu coûteux au système ATLAS de la NASA, dédié à la détection des astéroïdes menaçants.
Selon Sandusky, cette technique pourrait même avoir des applications militaires, permettant aux agences de défense de détecter des vaisseaux opérant secrètement dans l’espace cislunaire. Cependant, cela nécessiterait un développement technologique avancé.
Nous cherchons des moyens d’étendre le système d’un heliostat à de nombreux dispositifs pour démontrer que nous pouvons aider à localiser des objets proches de la Terre, a déclar é Sandusky. Nous souhaitons également prouver que nous pouvons adapter cette technologie pour détecter des astéroïdes plus petits.
Cette recherche a été présentée lors d’une conférence de l’International Society for Optics and Photonics.