Crédit d'image: ESA
La mission SMART-1 de l'Agence spatiale européenne utilisera un moteur ionique révolutionnaire pour l'aider à rechercher des preuves que la Lune s'est formée après une violente collision d'une planète plus petite avec la Terre. Un moteur ionique fonctionne en accélérant les particules de gaz ionisées dans un flux constant pendant des mois, voire des années. Bien que la poussée soit très faible, elle est très efficace et nécessite une fraction de carburant que les fusées traditionnelles utilisent.
Les amateurs de films de science-fiction savent que si vous souhaitez parcourir de courtes distances depuis votre planète d'origine, vous utiliserez un «lecteur ionique» de sous-lumière. Cependant, est-ce une telle science-fiction ou un fait scientifique?
La réponse se situe quelque part entre les deux. Les moteurs ioniques remontent au moins à 1959. Deux moteurs ioniques ont même été testés en 1964 sur le satellite américain SERT 1 - l'un a réussi, l'autre non.
Le principe est tout simplement la physique conventionnelle - vous prenez un gaz et vous l'ionisez, ce qui signifie que vous lui donnez une charge électrique. Cela crée des ions de gaz chargés positivement, ainsi que des électrons. Le gaz ionisé traverse un champ électrique ou un écran à l'arrière du moteur et les ions quittent le moteur, produisant une poussée dans la direction opposée.
Très économe en carburant
Fonctionnant dans le vide proche de l'espace, les moteurs ioniques projettent le gaz propulseur beaucoup plus rapidement que le jet d'une fusée chimique. Ils délivrent donc environ dix fois plus de poussée par kilogramme de propulseur utilisé, ce qui les rend très «économes en carburant».
Bien qu'ils soient efficaces, les moteurs ioniques sont des dispositifs à très faible poussée. La quantité de poussée que vous obtenez pour la quantité de propulseur utilisée est très bonne, mais ils ne poussent pas très fortement. Par exemple, les astronautes ne pourraient jamais les utiliser pour décoller la surface d'une planète. Cependant, une fois dans l'espace, ils pourraient les utiliser pour se déplacer, s'ils ne sont pas pressés d'accélérer rapidement. Pourquoi? Les disques ioniques peuvent atteindre des vitesses élevées dans l'espace, mais ils ont besoin d'une très longue distance pour atteindre ces vitesses au fil du temps.
Avantage tranquille
Les moteurs ioniques opèrent tranquillement leur magie. Les pistolets électriques accélèrent les ions. Si la puissance de cette accélération provient des panneaux solaires du vaisseau spatial, les scientifiques l'appellent «propulsion solaire-électrique». Les panneaux solaires de la taille généralement utilisée sur les engins spatiaux actuels ne peuvent fournir que quelques kilowatts d'énergie.
Un moteur ionique à énergie solaire ne pouvait donc pas rivaliser avec la grande poussée d'une fusée chimique. Cependant, une fusée chimique typique ne brûle que quelques minutes, tandis qu'un moteur ionique peut continuer à pousser doucement pendant des mois, voire des années - tant que le soleil brille et que l'apport de propulseur dure.
Un autre avantage de la poussée douce est qu'elle permet un contrôle très précis des engins spatiaux, très utile pour les missions scientifiques qui nécessitent un pointage de cible très précis.
Assurer la place de l'ESA dans l'espace
Les ingénieurs ont testé un moteur ionique comme système de propulsion principal pour la première fois à l'aide de la mission Deep Space 1 de la NASA entre 1998 et 2001. La mission SMART-1 de l'ESA, qui doit être lancée fin août 2003, se rendra sur la Lune et montrera des opérations plus subtiles de le genre nécessaire pour les futures missions longue distance. Celles-ci combineront la propulsion solaire-électrique avec des manœuvres utilisant la gravité des planètes et des lunes pour la première fois.
SMART-1 garantira l'indépendance de l'Europe dans l'utilisation de la propulsion ionique. D'autres missions de science spatiale devraient utiliser des moteurs ioniques pour des manœuvres complexes près de l'orbite terrestre. Par exemple, la mission LISA de l'ESA détectera les ondes gravitationnelles provenant de l'Univers lointain. Les futures missions de l’ESA sur les planètes utiliseront également des moteurs ioniques pour les envoyer sur leur chemin.
Maintenant fait scientifique
Les réalités actuelles de la propulsion solaire-électrique pourraient ne pas correspondre à la magie des films de science-fiction avec des vaisseaux spatiaux volant sur nos écrans de cinéma. Cependant, les travaux de l’ESA sur SMART-1 et les missions futures garantissent que les lecteurs d’ions sont désormais davantage des faits scientifiques que de la science-fiction.
Source d'origine: communiqué de presse de l'ESA
