Une sonde interstellaire aurait bien des problèmes à résoudre pour atteindre Proxima b

jeudi 22 décembre 2016



Malheureusement pour les fans de science-fiction, les voyages interplanétaires à longue distance, et bien plus encore les explorations interstellaires, sont tout sauf simples. L'une des raisons en est la présence des rayons cosmiques, pour les organismes vivants mais aussi pour les composants électroniques. Même des super IA aux commandes de vaisseaux interstellaires devront s'en protéger.

C'est pour cette raison que les ingénieurs de l'aérospatiale développent depuis longtemps l'électronique durcie. Il s'agit de rendre les composants électroniques résistants aux rayonnements ionisants du vent solaire et des ceintures de Van Allen, notamment les fameux électrons tueurs. En effet, des particules chargées de hautes énergies peuvent amplifier le bruit électronique dans les circuits, qu'ils soient analogiques ou numériques, ce qui fausse l'exécution de certains programmes par exemple. De plus, elles peuvent aussi endommager ces circuits (le problème existe sur Terre dans les réacteurs nucléaires ou pour les militaires qui voudraient opérer sur un champ de bataille où vient d'exploser une arme atomique).


Une nanosonde interstellaire qui se répare elle-même




Ce problème n'a pas échappé aux ingénieurs en train de se pencher sur la conception de la sonde interstellaire proposée en avril 2016 par les membres du projet Breakthrough Starshot. Lancé par le milliardaire russe Yuri Milner avec l'appui médiatique de Stephen Hawking, ce projet consiste à propulser à 20 % de la vitesse de la lumière, à l'aide de lasers, une voile solaire équipée d'une puce électronique en direction de Proxima du Centaure, dont on sait qu'elle possède au moins une exoplanète. La miniaturisation permet d'envisager que cette puce se comporte comme une sonde capable de collecter des images et des informations pour les renvoyer en direction de la Terre.

Cependant, des membres de la Nasa et du Korea Institute of Science and Technology (KASIT) en Corée du Sud sont arrivés à la conclusion que le radiodurcissement de cette puce soulève un sérieux problème. On pourrait tenter de le contourner en lançant la sonde interstellaire sur une trajectoire minimisant son exposition aux rayons cosmiques. Mais le voyage serait alors trop long. De même, un bouclier alourdirait la sonde interstellaire, rendant plus problématique une accélération pour atteindre une fraction importante de la vitesse de la lumière.

Il existe pourtant une solution, semble-t-il. On peut imaginer que la puce puisse se réparer elle-même. En effet, une partie des dommages envisagés se situent dans la couche de dioxyde de silicium de la puce et prennent la forme d'accumulations graduelles de défauts dans le réseau cristallin qui se comportent comme des charges positives, dégradant les performances. Or, il est possible de réduire ces charges en chauffant cette couche. Il faut pour cela des courants électriques adéquats. De fait, des tests en laboratoire ont montré que ce procédé peut rétablir les performance des mémoires Flash environ dix mille fois, et même jusqu'à mille milliards de fois pour des mémoires DRam.

Les chercheurs proposent donc de construire une puce dotée de ce dispositif d'autoréparation qui se mettrait en marche périodiquement au bout de quelques années afin d'assurer que la puce ne deviennent pas hors service avant d'arriver à bon port.

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