La sonde Cassini utilise deux
types de carburants comme propulseur pour ses
modifications de trajectoire lors de sa mission, hormis bien sur
la plus
efficace que constitue l'assistance gravitationnelle. Ils sont
utilisés dans
ses deux moteurs principaux (dont un de réserve) destinés à
régler sa
vitesse et sa trajectoire, et également dans ses 16 petits
moteurs (4
groupes de 4) destinés à effectuer des manoeuvres d'ampleur
moindre et à
régler son orientation.
-Tout d'abord, le combustible composé de monométhylhydraxine,
mélange facile
à stocker et qui ne gèle aux températures spatiales, est
utilisé par le
moteur principal de Cassini pour les manouvres importantes.
Celles-ci sont
planifiées, par exemple la manoeuvre d'insertion sur l'orbite de
Saturne, et
font intervenir des accélérations de plusieurs centaines de
mètres par
secondes). Le monométhylhydraxine fait partie des ergols*
liquides qui sont
relativement faciles d'emploi.Ils ont une grande souplesse d'utilisation
:on
peut éteindre et rallumer le moteur à volonté, on les stocke
à température
ambiante et leur densité élevée permet de les confiner dans
des réservoirs
de taille raisonnable. Leur gros avantage est le suivant :ils s'enflamment
spontanément dès qu'ils se rencontrent, ce qui facilite le
démarrage des
moteurs. On les dit de ce fait hypergoliques. Dans les réactifs
en présence
ici, le combustible est le monométhylhydraxine de formule
H2N-NHCH3 et le comburant est le peroxyde d'azote de formule N2O4
:
4H2N-NHCH3 (l) + 5N2O4 (l) ====> 9N2 (g) + 12H2O (g) + 4CO2(g)
Cette réaction présente l'avantage de s'amorcer spontanément
dès que les
réactifs sont mélangés (réaction hypergolique) et libèrent
beaucoup
d'énergie.
-Le second est l'hydraxine utilisé par les réacteurs pour les
petites
manoeuvres (corrections, au cours de la trajectoire, dues à des
erreurs
imprévisibles, d'ordre de grandeur :un mètre par seconde). L'hydraxine
(N2H4) fait partie des monos ergols qui sont des molécules
«instables» ;on
obtient, par passage de l'ergol sur un catalyseur, une réaction
de
décomposition (dismutation) avec émission d'un gaz pouvant
être éjecté.Les
mono ergols sont très utilisés pour le contrôle d'altitude des
satellites et
des fusées comme ci-présent.
N2H4(l)
=====>
N2(g) + 2 H
(En présence d'un catalyseur)
L'hydraxine est toxique. C'est une substance instable dès 50°C
(risque
d'explosion) qui s'oxyde spontanément à l'air à température
ambiante (risque
d'explosion)
Les propulseurs sont utilisés de temps en temps pour
placer le vaisseau
dans la bonne trajectoire.Les manoeuvres importantes sont faites
avec le
moteur principal, et les plus petites avec des moteurs
secondaires. Une
accélération d'un mètre par seconde concerne les petites
manoeuvres, alors
que les manoeuvres importantes font intervenir des
accélérations de
plusieurs centaines de mètres par secondes.
Le pilotage depuis la terre s'effectue tout en anticipation,
puisque les
messages échangés entre la sonde Cassini et la Terre mettent un
peu plus
d'une heure pour nous parvenir. La communication entre la Terre
et la sonde
et le contrôle de cette dernière par la Terre s'effectue par
ondes radio,
celles-ci étant propageables dans le vide, par l'intermédiaire
de la High
Gain Antenna (HGA) et de récepteurs puissants sur Terre.