Sciences

Le moteur ionique de SMART-1

Dossier - Interview SMART-1 : l'Europe décroche la Lune
DossierClassé sous :Astronautique , SMART-1 , Bernard Foing

Jean Etienne, Futura

-

Interview exclusive du Dr Bernard Foing, directeur scientifique du projet SMART-1. Au programme : le moteur ionique de SMART-1, les résultats de la mission et perspectives d'avenir.

  
DossiersInterview SMART-1 : l'Europe décroche la Lune
 

Futura Sciences: Smart-1 était propulsée au moyen d'un moteur ionique. Qu'est-ce qui caractérise ce moteur ionique par rapport aux précédentes versions, notamment américaines ?

Bernard Foing : C'est une technologie européenne qui a été utilisée, une technologie qui a été mise au point par la SNECMA, un dispositif qui sert au contrôle et au maintien à poste des satellites géostationnaires, mais qui a pour la première fois été utilisé pour de longues durées. Nous avons battu le record de 5000 heures de fonctionnement, mais aussi, pour la première fois, nous avons quitté l'orbite terrestre en utilisant simplement cet engin. Et enfin, nous avons aussi battu le record de consommation, puisque nous n'avons consommé que 60 (soixante) litres de xénon pour aller de l'orbite de la Terre jusqu'à la Lune.

Le principe de moteur ionique consiste à ioniser un gaz inerte (du xénon) à l'aide d'un courant électrique. Les ions produits sont ensuite accélérés par un champ électrique et expulsés à très grande vitesse par une petite tuyère. Par réaction, la sonde se déplace.

FS : Quelle évolution prévoit-on pour ce moteur ?

BF : Au niveau de l'évolution, il y a plusieurs applications possibles pour ce type d'engin. Application pour aller à des destinations comme Mercure, ou la proximité du Soleil. Nous avons deux missions à l'étude, une première qui s'appelle BepiColombo vers Mercure, qui devrait être lancée en 2013, et une autre, Solar Orbiter, qui doit s'approcher à environ 20% de la distance qui nous sépare du Soleil.

Mais il y a aussi d'autres applications possibles, pour emmener du fret vers la Lune, dans le cadre de futures missions internationales, car c'est un engin qui est de 5 à 10 fois plus efficace que la propulsion chimique, donc qui permet 5 à 10 fois plus de charge utile pour une même quantité de fuel, et aussi pour emporter du matériel pour des applications vers Mars. Pour le transport de passagers, c'est plus délicat en fonction de la durée du voyage.

FS : Smart-1 a-t-elle consommé la totalité de son xénon ?

BF : D'une part, par rapport à ce qui avait été prévu il y avait un peu de marge, mais nous avons aussi appris à naviguer en utilisant ce type d'engin de façon efficace. Si efficace que lorsque nous sommes arrivés vers la Lune, nous avions économisé un peu de fuel, ce qui nous a permis d'aller plus près de la surface, de resserrer l'orbite lunaire. Au lieu d'une orbite prévue de 400 x 10.000 km, nous sommes passés à une orbite de 400 x 3.000 km. Donc la partie éloignée était plus rapprochée de la Lune, et ainsi nous avons pu effectuer des mesures avec une période orbitale de 5 heures au lieu de 14,5. Ceci nous a permis d'avoir une couverture plus serrée, avec plus de résolution, de sensibilité, non seulement de l'hémisphère sud mais aussi de l'hémisphère nord de la Lune.

D'autre part il nous restait encore un peu de xénon, environ 5 kg à la fin de la mission nominale, donc en septembre 2005, et nous avons utilisé tout ce qui nous restait pour remonter l'orbite et éviter de nous écraser dès l'année dernière, ce qui nous a fait gagner une année d'opération en plus. Mais après cela, il ne nous restait plus une goutte utilisable, et c'est la raison pour laquelle nous devions irrémédiablement impacter la Lune. Car en orbite lunaire, il y a toujours des perturbations provenant de la Terre, du Soleil, ainsi que des anomalies du champ de gravité lunaire, ce qui fait que cette orbite se modifie lentement et en vient à intersecter la surface de la Lune.

FS : La mission a tout de même été beaucoup plus longue que prévu.

BF : Oui, la partie scientifique a duré un an et demi au lieu de six mois.

Comme nous ne disposions plus de xénon à bord, je me suis rendu compte que l'impact allait se produire sur la face cachée de la Lune. Mais nous avons trouvé une astuce pour repousser cet impact sur la face visible de la Lune, et pour cela nous avons utilisé de petits jets qui servent à orienter le satellite, mais nous les avons utilisés en parallèle pour pousser, pour donner une "pichenette" afin de retarder de trois semaines supplémentaires l'impact, et ainsi tomber à un moment où celui-ci aurait été visible depuis la Terre. Pour cela, il a suffi d'une accélération de 10 mètres par seconde.

Outre les missions programmées comme BepiColombo et Solar Orbiter, il existe aussi des concepts d'utilisation de propulsion solaire, pour des missions de rencontre d'astéroïdes, par exemple. Ca marche bien jusqu'à la distance de Jupiter. Après, on se trouve trop loin du Soleil et on n'en reçoit plus suffisamment d'énergie pour alimenter le moteur ionique.