Au regard des objectifs scientifiques proposés par des scientifiques qui souhaitent aller toujours plus loin toujours plus vite, les missions spatiales de ces 20 prochaines années devront être propulsées par un nouveau type de moteur. En effet, la propulsion chimique a montré ou atteint ses limites. La maîtrise de la propulsion électrique est la clé de la porte des étoiles, une innovation technologie qui nous propulsera dans une nouvelle ère de la conquête spatiale.

au sommaire

    Le principe de tout type de propulseur dans l'espace consiste à accélérer des molécules et à les expulser du satellite à la plus grande vitesse possible. Les propulseurs classiques utilisent une réaction chimique entre un combustible et un comburantcomburant pour échauffer un gazgaz et éjectent ses molécules à une vitesse de l'ordre de 3 km/s. Les systèmes de propulsion électrique commencent par ioniser (charger électriquement) des molécules de gaz (du xénonxénon dans le cas présent) ; le gaz ionisé est alors accéléré par des champs électriqueschamps électriques et éjecté du satellite à une vitesse de l'ordre de 30 km/s.

    Aujourd'hui, une telle technologique équipe le satellite de télécommunications Artemis. Déployé sur une mauvaise orbiteorbite peu après son lancement, Artemis rejoint patiemment son orbite de travail au moyen de petits propulseurs, initialement conçus pour permettre le contrôle de l'inclinaison de l'orbite. La mission est considérée comme sauvée, ce qui n'aurait pas été le cas avec un système de propulsion classique. En effet, a massemasse équivalente, un moteur électrique offrira toujours une autonomieautonomie nettement supérieure à un moteur chimique.

    La prochaine étape pour l'ESAESA, est le lancement attendu au début de l'année prochaine de son premier démonstrateurdémonstrateur de technologie avancée du programme SMART (Small Mission for Advanced Research and Technology). Le principal objectif de SMART-1SMART-1 est de tester en vol pendant plusieurs mois un système de propulsion hélio-électrique lors d'une mission vers la LuneLune. Ce propulseur utilise le xénon comme combustible. Les atomesatomes de xénon sont ionisés et les ionsions produits sont accélérés par un champ magnétiquechamp magnétique, avant d'être expulsés dans l'espace. Ce type de moteur permet d'obtenir des poussées 10 fois supérieures à celles qui caractérisent les propulseurs chimiques classiques.

    SMART-1 se doit d'être une réussite. La mission conditionne le développement de la mission mercurienne BepiColomboBepiColombo et de Solar OrbiterSolar Orbiter qui poursuivra le travail des sondes SohoSoho et Ulysse. A 38° au-dessus du plan de l'écliptiqueplan de l'écliptique, Solar Orbiter étudiera la couronne, l'héliosphèrehéliosphère et le plasma solaire, à une distance moyenne de 45 rayons solaires. Toutes deux seront équipées d'un moteur hélio-électrique pour répondre aux objectifs fixés par les scientifiques. La propulsion hélio-électrique est la technologie adéquate pour explorer le Système SolaireSystème Solaire intérieur tout simplement parce que le SoleilSoleil est au maximum de sa puissance.

    Au-delà de l'orbite jovienne, où la lumièrelumière solaire se fait discrète, l'utilisation d'un générateurgénérateur nucléaire s'impose si l'on souhaite s'affranchir des distances qui nous sépare des objets les plus lointains du Système Solaire. Si l'on veut se rendre au-delà la Ceinture de KuiperCeinture de Kuiper, découvrir les comètescomètes endormies des premières heures du Système Solaire ou les gaz qui nous sont encore inconnus, il est clair qu'un nouveau gapgap technologique devra être franchi.

    Par Rémy DecourtRémy Decourt