La voile solaire Payankeu

La course Terre-Lune

Le Challenge Terre-Lune, dont les règles ont été approuvées par la Fédération Internationale d’Astronautique (IAF), est une course de voiles solaires vers la Lune.

Cette compétition de voiliers spatiaux était prévue pour 1992, en célébration du 500e anniversaire de la découverte de l’Amérique par Christophe Colomb. Un voilier européen, un américain et un japonais devaient s’affronter lors de l’épreuve. Les règles stipulent que le départ se fait à une altitude de 50 000 km, et que le gagnant est le premier à envoyer une photographie de la face cachée de la Lune.

Illustration d’une voile solaire (crédits Olivier Boisard U3P).

Historique de la voile solaire

Les trois berceaux

En 1979, le JPL (Jet Propulsion Laboratory) abandonne son projet de voilier solaire suite à des coupures budgétaires. Robert STAEHLE et d’autres chercheurs américains décident de poursuivre ces travaux en créant la WSF (World Space Foundation).
En 1981, l’U3P (Union pour la Promotion de la Propulsion Photonique) voit le jour en France. Son objectif est de construire un voilier solaire et d’organiser une course de la Terre à la Lune. L’année d’après, c’est au tour du Japon de créer son association spécialisée par des ingénieurs de l’ISAS : la SSUJ (Solar Sail Union of Japan).

Une course à la Lune

Ainsi, l’idée d’une course Terre-Lune est d’abord née en France avant d’être reprise par les Américains sous le nom de Columbus 500. En 1988, Klaus Heiss, un économiste américain, propose d’organiser une régate de voiliers solaires de la Terre vers Mars pour célébrer le 500e anniversaire de la découverte de l’Amérique. Des facteurs économiques auront raison du projet.

En 1989, l’U3P, la WSF et la SSUJ énoncent le principe de la course, qui est approuvée par l’IAF. La Fédération se propose alors d’être l’arbitre de la course.

Avec la création du Voilier Solaire Européen (VSE) en 1991, chargé de concevoir un voilier solaire européen, l’U3P devient l’organisateur de la course. L’année suivante, les règles de la compétition sont officialisée par l’IAF et celle-ci reçoit le nom de Luna Cup. Mais au final, toujours pour des raisons économiques, cette course solaire entre les trois pôles de la Triade n’eut jamais lieu.

C’est seulement presque 30 ans plus tard qu’un nouveau participant semble se profiler…

Le projet Payankeu

En 2021, l’U3P lance le projet Payankeu avec l’objectif de répondre au défi Terre-Lune sans modifier les règles de départ.

Avec les technologies de l’époque, il était estimé que la surface optimale des voiles serait de 2000 m². Une telle voile aurait un poids total de 150 kg correspondant à un carré de 45 m de côté. Les voiliers alors devaient être lancés par une fusée Ariane, repliés dans un conteneur de 2,5 m de diamètre. Après leur mise en orbite géostationnaire, ils seraient déployés, marquant le début de la course.

Payankeu sera beaucoup plus petite, avec une surface de 49 m², mais surtout beaucoup plus légère. En son centre se trouve un CubeSat contenant tous les éléments de vie du satellite. Les progrès en science des matériaux permettent désormais de fabriquer des voiles extrêmement légères, si bien que la masse de la voile est négligeable devant celle du CubeSat central, d’environ 3 kg. En outre, la faisabilité de la voile en 1992 n’était pas démontrée. En effet, produire un film de quelques microns d’épaisseur sur 2000 m² aurait constitué une prouesse technique.

Déploiement du prototype de Payankeu.

La voile solaire Payankeu, héritière d’années d’études sur la propulsion photonique menée par les Etats-Unis, la France et le Japon, est désormais seule en lice.