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Les systèmes de propulsion du futur de la NASA

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La poursuite de l'exploration de l'espace et le début de la colonisation de la Lune et de Mars requerront inévitablement une nouvelle génération de systèmes de propulsion. Les moteurs actuels ont démontré ou atteint leurs limites.

Ces nouveaux moteurs seront nécessaires si l'on souhaite explorer les planètes et petits corps évoluant au-delà de la Ceinture d'astéroïdes (entre les planètes Mars et Jupiter). Ils nous permettront de nous affranchir des distances élevées qui nous séparent de ces objets en rendant le voyage interplanétaire plus rapide ou seront peu dispendieux en carburant, ce qui autorisera des missions d'exploration in situ plus longues.

L'aérocapture, la voile solaire et le moteur nucléo-électrique sont les concepts retenus par la NASA. Conscient que la mise en œuvre de ces moteurs réclame le franchissement de "cap" technologiques importants, un financement adéquat est attendu tout au long des phases successives de développement. C'est ainsi que le concept du moteur nucléo-électrique se verra attribuer 16 millions de dollars en 2003 et 2004 et que près de 17 millions de dollars en 2003 et 18 en 2004 sont d'ores et déjà budgétisés pour les deux autres concepts retenus.

Descriptifs des concepts retenus

Le principe de l'aérocapture est somme toute assez simple, mais sa mise en œuvre requiert une grande dextérité. Il utilise l'atmosphère d'une planète plutôt que le système de propulsion d'une sonde qu'elle utiliserait pour se satelliser autour de la planète ou de l'objet visé. Bien qu'une telle manœuvre soit très risquée, l'économie de carburant (ou autre énergie) qu'elle engendre mérite ce risque. Des missions orbitales sur plusieurs années sont attendues. L'énergie ainsi économisée serait notamment utilisée pour maintenir la sonde sur son orbite.

Les voiles solaires qui équiperont les vaisseaux spatiaux seront constituées de membranes des plus ténues et très légères. Elles seront propulsées à travers l'espace par la lumière solaire. Ce concept est une alternative intéressante aux systèmes de propulsions plus lourds et plus gourmands en énergie (carburant). Un vaisseau muni de voile solaire entrouvrirait la porte des étoiles en autorisant le franchissement de distances très importantes mais, et c'est l'un de ses inconvénients, à une vitesse de croisière guère rapide.

La propulsion électrique nucléaire reste le concept le plus ambitieux mais c'est aussi celui qui a le potentiel d'améliorer de façon substantielle, la capacité, la sophistication et les objectifs des missions spatiales futures. Le fonctionnement de ce moteur est similaire, dans son principe, à celui d'une centrale nucléaire civile. La chaleur produite par ses réacteurs nucléaires sera convertie en force de propulsion pour les moteurs électriques qui l'équiperont. Toutefois, le système de conversion de la chaleur en énergie se révèle être un formidable défi à relever par les équipes de la NASA.