En utilisant les données collectées par les capteurs du programme de test du département américain de la défense Satellite 6 (STP-SAT6) en orbite géostationnaire, les scientifiques ont constaté que le nombre de décharges électriques sur un vaisseau spatial est directement corrélé au nombre d’électrons dans l’environnement – des informations qui pourraient les aider à mieux comprendre comment protéger l’équipement dans l’espace.
Les décharges d’environnement des vaisseaux spatiaux (SED) sont des pannes électriques transitoires qui peuvent endommager l’électronique et les systèmes de communication sensibles.
Les chercheurs savent depuis longtemps que les SED existent, mais ils n’ont pas compris la relation entre les électrons dans l’environnement spatial et les SED.
« Pour ce faire, nous avions besoin de deux capteurs sur un seul vaisseau spatial: celui qui a examiné le nombre et l’activité des électrons, et un autre qui a examiné le signal de radiofréquence », a déclaré le Dr Amitabh Nag, chercheur du Los Alamos National Laboratory.
Ces SED sont généralement le résultat d’une différence de charge de surface causée par des électrons s’accumulant sur les surfaces des vaisseaux spatiaux en orbite.
Un peu comme l’électricité statique sur Terre – lorsque l’énergie s’accumule alors qu’une personne traverse un tapis, par exemple, et provoque une étincelle lorsqu’un doigt touche une poignée de porte – les décharges électriques dans l’environnement spatial se produisent lorsqu’une accumulation d’énergie sur le vaisseau spatial atteint finalement une tension suffisamment grande pour que l’énergie soit libérée.
STP-SAT6 a les deux capteurs à bord, donnant aux chercheurs une occasion unique d’examiner simultanément les données d’activité radio-fréquence et d’électrons.
« Nous avons pu voir le taux de SED signalé par le capteur radiofréquence et le comparer à l’activité des particules d’électrons dans une certaine plage de tension », a déclaré le Dr Nag.
«Ce que nous avons appris, c’est que les pics des SED étaient corrélés aux pics dans l’activité électronique.»
Les auteurs ont examiné plus d’un an de données des deux capteurs, identifiant plus de 270 périodes de SED à haut débit et plusieurs centaines d’épisodes d’activité électronique élevée.
Dans environ les trois quarts des cas, les pics de l’activité électronique ont précédé les événements SED de 24 à 45 minutes.
Ce retard suggère que l’accumulation de charge d’électrons à faible énergie joue un rôle clé dans l’amorçage du vaisseau spatial pour les décharges électrostatiques.
« Nous avons observé qu’à mesure que l’activité électronique augmente, en particulier dans cette gamme de 7,9 à 12,2 kev, le vaisseau spatial commence à s’accumuler », a déclaré le Dr Nag.
« Cela continue jusqu’à ce qu’un point de basculement soit atteint et que les SED se produisent. »
«Ce délai d’attente ouvre la porte à des outils de prévision potentiels pour atténuer les risques.»
«Les futures missions pourraient intégrer une surveillance en temps réel des électrons à faible énergie pour prédire et répondre aux événements de charge avant d’avoir un impact sur les opérations.»
Les résultats apparaissent dans le journal Progrès dans la recherche spatiale.
