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Propulsion électrique : avantages et inconvénients

Dossier - Espace : l'ère de la propulsion électrique
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Les voitures ne sont pas les seules à miser sur la fée électricité au cours du XXIe siècle. Les satellites de télécommunication et d'exploration spatiale connaissent, eux aussi, une véritable révolution grâce à la propulsion électrique, à découvrir en détail dans notre dossier.

  
DossiersEspace : l'ère de la propulsion électrique
 

Quels sont les avantages et inconvénients de la propulsion électrique ? Le système permet de lancer des satellites plus légers ou plus performants en économisant la masse des ergols. Le délai de mise en orbite reste cependant plus long comparé aux systèmes de propulsion chimique.

La propulsion électrique n'est pas nouvelle, puisqu'elle est déjà couramment utilisée pour maintenir le satellite sur sa position en orbite géostationnaire, c'est-à-dire pour corriger les dérives de position orbitale.

Un délai allongé de mise en orbite

Pour la mise en orbite consécutive au lancement, les ergols chimiques restaient jusqu'à présent la solution jugée la plus efficace. Le principal inconvénient du tout électrique est un délai très allongé de mise en orbite. Il faut en effet plusieurs mois pour transférer ces satellites vers leur orbite définitive, contre quelques jours en propulsion chimique.

Assemblage de cathode sur le premier propulseur plasmique de Snecma, le PPS®1350, à effet Hall. © Cnes

Économiser la masse des ergols

La masse d'un satellite 100 % chimique est composée pour environ 55 % par le poids des ergols, mais également par celui des réservoirs, de la tuyauterie, sans oublier les vannes et les pompes. Dans le cas du tout électrique, ce ratio passe à environ 20 %.

Le satellite électrique, une fois éjecté du lanceur, assure sa propulsion jusqu'à l'orbite géostationnaire grâce à de petits moteurs électriques alimentés par l'énergie de ses panneaux solaires. Recourir à la propulsion électrique pour le transfert des satellites vers leur orbite définitive, c'est donc économiser la masse des ergols et des structures associées.

Les propulseurs hydrazine 15 N, utilisés pour le contrôle d’attitude et d’orbite des satellites, ont équipé les satellites Hélios. © Cnes

En conséquence, ce mode de propulsion permet soit de lancer des satellites plus légers - à capacité de charge utile égale - avec un gain sur les coûts de lancement, soit de lancer des satellites avec des charges utiles encore plus performantes.

Dans les deux cas, cela représente un gain de compétitivité substantiel pour l'opérateur de télécoms. Reste l'un des défis technologiques majeurs pour ces satellites 100 % électriques : la réduction du délai de mise à poste.