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Un lanceur spatial par lévitation magnétique !

ActualitéClassé sous :Astronautique , MAGLEV , supraconducteur

Les lanceurs spatiaux, dans un futur proche, pourraient bien être très différents des lanceurs actuels. Un voyage vers une colonie spatiale au point de Lagrange L5 commencerait, non pas par un décollage vertical, mais par un décollage horizontal !

Simulation informatique d'un lanceur spatial par lévitation magnétique ( Crédit : NASA )

La colonisation de l'espace reste encore prohibitive et l'on est encore loin de la base lunaire Clavius de « 2001 l'Odyssée de l'espace ». Un ticket pour l'espace vaut en effet 20 millions de dollars environ. C'est pourquoi, de partout et depuis des années, on cherche à réduire les coûts de lancement.

Dès les années 80, tablant sur le fait que la plus grosse consommation en carburant des lanceurs provenait des premiers moments du voyage, certains ingénieurs visionnaires avaient proposé d'utiliser la technologie, alors débutante, des trains à lévitation magnétique, pour faire dépasser la vitesse du son quasiment à l'horizontale à une sorte de navette spatiale.

Le problème principal pour la conquête de l'espace, comme Tsiolkowski l'avait mathématiquement démontré, est qu'un lanceur spatial devait emporter avec lui son propre carburant, de sorte que, plus la masse utile à mettre en orbite est importante, plus le rapport masse utile/masse de carburant décroît rapidement et donc plus le coût à payer et les contraintes technologiques augmentent. Il est donc clair que si un véhicule spatial voyait une partie de sa phase d'accélération effectuée sans utiliser son propre carburant, cela constituerait un des moyens les plus pratiques et les moins chers pour développer à grande échelle l'accès à l'espace.

C'est dans la course à la mise au point d'une telle technologie de lancement assisté par lévitation magnétique que les chinois se sont lancés à leur tour. Un groupe de chercheurs, réunissant des membres de la Beijing University of Aeronautics and Astronautics et de la
Chinese Academy of Sciences, a donc réalisé une expérience avec des aimants supraconducteurs à "haute température" où une maquette de navette pesant 40 kg a été accélérée sur une rampe de 7m pour atteindre la vitesse de 5m/s.

L'emploi d'aimants supraconducteurs date en fait des années 60, précisément dans les essais Japonais, Allemands et Américains de trains à grande vitesse en lévitation magnétique, les fameux MAGLEV. Il a pourtant fallu attendre le milieu des années 80 pour découvrir des matériaux devenant supraconducteurs au dessus d'une dizaine de degrés K, ce qui facilite la réalisation et abaisse le prix d'obtention de forts champs magnétiques.

L'équipe chinoise a utilisé un supraconducteur YBCO fonctionnant à 77 K et à l'aide de senseurs sur la maquette, elle a cherché à déterminer les arrangements optimaux des aimants supraconducteurs et des champs magnétiques assurant une bonne stabilité pour le mouvement de la maquette sur rampe.

A plus grande vitesse, et avec une masse plus importante, il y aura cependant des problèmes de stabilité plus redoutables à résoudre, en raison des contraintes des lois de l'aérodynamique.

Toujours est-il que, selon Wenjiang Yang, un des chercheurs impliqués dans cette étude : «La lévitation magnétique est une technologie prometteuse pour les transports spatiaux du future » et il ajoute «il est très possible que cette technologie par lévitation magnétique soit utilisée pour ceux-ci d'ici 20 à 30 ans seulement».

Tout ce qu'on peut espérer, c'est que grâce à cela, les rêves de colonies spatiales, ayant pris naissance à Princeton sous l'impulsion de Gérard O'Neill au début des années 70, deviennent vraiment une réalité vers la fin du XXI ième siècle comme il l'avait prévu !

Colonie spatiale de Gerard O'Neill, vue intérieur. Painting by Rick Guidice courtesy of NASA
Colonie spatiale de Gerard O'Neill, vue extérieur. Painting by Rick Guidice courtesy of NASA
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