Une sonde spatiale est un drone spatial qui effectue un aller simple dans l’espace lointain pour collecter des informations scientifiques et les retransmettre sur Terre. Les sondes recueillent du matériel précieux et sont parfois un sujet d’intérêt public. Certains exemples incluent les engins spatiaux Pioneer et Voyager lancés par la National Aeronautics and Space Administration (NASA) aux États-Unis. Les coûts individuels pour une seule sonde peuvent être très élevés, car les chercheurs doivent à chaque fois concevoir de nouveaux systèmes et composants, en appliquant les informations qu’ils ont apprises des succès et des échecs précédents.
La sonde transporte des instruments scientifiques capables d’enregistrer des données dans un certain nombre de formats. Ceux-ci incluent des caméras ainsi que des capteurs pour capter le rayonnement, les isotopes d’intérêt, la température et d’autres données. La sonde peut transmettre régulièrement des données, ou les chercheurs peuvent la contacter périodiquement pour un téléchargement. Au cours de son voyage, les signaux peuvent s’affaiblir et, finalement, la sonde spatiale ne répondra pas au contact de la Terre. Les sondes perdues continueront à voyager, potentiellement pendant des millions d’années.
La conception d’une sonde spatiale doit inclure un revêtement robuste pour la protection. Les niveaux de rayonnement sont très élevés dans l’espace et peuvent interférer avec les systèmes à bord de la sonde. De plus, il existe un risque de collisions d’objets qui doit également être pris en compte. Les chercheurs ne veulent pas lancer une sonde pour la perdre presque immédiatement dans un accident. Le revêtement robuste peut également fournir une isolation, car l’espace est très froid et de nombreux systèmes électriques ne fonctionneront pas correctement dans le froid extrême de l’espace lointain.
Répondre aux besoins d’alimentation d’une sonde spatiale lointaine peut être une tâche complexe. Les sondes utilisent des panneaux solaires pour générer de l’énergie pour alimenter leurs systèmes et s’appuient également sur des générateurs thermiques à radio-isotopes, qui tirent parti de la chaleur créée par la désintégration nucléaire pour produire de l’énergie. La sonde éteint également généralement les systèmes lorsqu’ils ne sont pas nécessaires. Les systèmes de guidage et de contrôle restent alimentés, tandis que les caméras et les capteurs sont éteints jusqu’à ce que le système les rallume.
La sonde spatiale lointaine dispose également d’un réseau de batteries. Les batteries au lithium-chlorure de thionyle sont couramment utilisées dans les missions spatiales lointaines ainsi que dans les rovers comme ceux qui ont atterri sur Mars. Les batteries ont une très grande capacité de stockage. La longue durée des opérations peut entraîner des besoins en énergie considérables au fil du temps. Les agences spatiales peuvent sous-traiter le développement des batteries à des entreprises spécialisées capables de répondre aux besoins en batteries haute capacité extrêmement durables.