En tant que passionné de physique et particulièrement de l’univers, je sais que l’étude des grains de poussière cosmique est fondamentale dans plusieurs domaines de l’astronomie et de la cosmologie, notamment pour la compréhension des processus de formation de système stellaires.
Les grains de poussière
Les grains de poussière cosmique sont des éléments-clés dans le processus de formation des étoiles et des planètes. Ils agissent comme des sites de condensation pour les matériaux dans l’espace, favorisant la formation de nuages moléculaires et de disques protoplanétaires, et peuvent confirmer l’hypothèse de la nébuleuse solaire. De plus, les atmosphères des planètes peuvent interagir avec ces particules. L’étude de ces interactions peut contribuer à mieux comprendre les atmosphères planétaires et leur évolution.
Leur étude peut également nous informer sur les dangers associés en cas d’impacts avec les engins spatiaux.
Du fait de l’absence de données scientifiques dans l’espace situé entre la Terre et la Lune, la conception d’un compteur de poussière pour Payankeu se justifie. En effet, durant son long voyage autour de la Lune (entre 1 et 1,5 an !), Payankeu balayera des millions de kilomètres de cette région. C’est une occasion en or de placer un petit compteur de poussière au sein de son module central. L’objectif serait de déterminer la densité de grains de poussière dans les différentes régions traversées.
Le Payankeu Dust Counter
Travaux pour le compteur de poussière sur un tableau.
Le compteur de poussière est nommé Payankeu Dust Counter, ou PDC. Il fonctionne ainsi : c’est une petite boîte (moins de 5 cm de côté) percée d’une entrée rectangulaire. Derrière l’entrée, un laser est émis en continu. Lorsqu’une particule de poussière pénètre le faisceau laser, elle diffuse de la lumière dans toutes les directions selon les lois de l’optique ondulatoire. Au fond de la boîte, un miroir sphérique capte certains rayons lumineux. Il les concentre ensuite vers une photodiode qui les convertit en courant électrique. Chaque signal électrique correspond donc à une particule et on peut commencer à compter. Le nombre total de particules détectées permettra de calculer leur densité sur chaque segment du voyage, en fonction de la vitesse de la voile sur ces segments.
Processus de fabrication
Nous avons basé le PDC sur le circuit imprimé d’un détecteur de pollution atmosphérique. La théorie de Mie donne la quantité de lumière diffusée par le laser. Celle-ci doit être nettement supérieure au « bruit » ambiant de sorte à ne pas compter des particules fantômes. Plusieurs solutions sont possibles pour enrayer ce phénomène. Afin de concentrer le maximum de rayons lumineux sur la photodiode, nous avons placé un miroir sphérique derrière l’entrée. Nous avons calculé sa position exacte avec les lois de l’optique géométrique. De plus, l’intérieur de la boîte a été peint en noir pour absorber le maximum de lumière. Ainsi, la lumière provenant du laser peut s’estomper plus facilement sur la paroi.
Apporter une contribution à la science a toujours été un rêve pour moi. Le projet Payankeu permettra peut-être d’améliorer l’état des connaissances dans ce domaine.
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