« Le projet de l’ESA: un moteur électrique à propulseur ionique révolutionnaire »

En prévision de futures missions humaines vers Mars et au-delà, l’Agence Spatiale Européenne (ESA) a développé et testé un moteur électrique à propulseur ionique qui se charge en utilisant des molécules d’air, éliminant du coup le besoin de gaz propulseurs explosifs.

Concrètement, le propulseur recueille des molécules du haut de l’atmosphère et leur donne des charges électriques afin qu’elles puissent être accélérées et éjectées pour fournir la poussée.

Le concept a été développé et testé par la société aérospatiale italienne Sitael, qui a testé un prototype dans un environnement sous vide qui imitait des conditions qu’on trouve à 200 km au-dessus de la surface de la Terre.

Quand les molécules d’air deviennent des propulseurs de fusée

La partie la plus complexe du projet consistait à développer un système d’admission qui comprimerait les molécules d’air recueillies plutôt que leur permettre de rebondir au hasard. Les scientifiques avaient besoin pour cela d’un propulseur qui assurerait une meilleure charge et accélération. Chose difficile à réaliser avec les systèmes de propulsion électrique traditionnels.

Sitael a collaboré avec QuinteScience en Pologne pour trouver la solution – un propulseur à deux étages qui charge électriquement l’air entrant afin qu’il fournisse la poussée une fois qu’il est éjecté. Ce système permet au propulseur d’éjecter les molécules d’air chargées à une vitesse typique de 7,8 km/s. Et la conception est ridiculement simple – il n’y a pas de vannes ou de pièces complexes, et tout fonctionne sur une base simple et passive. Tout ce qu’il faut c’est la puissance des bobines et des électrodes, qui crée un système de compensation de traînée extrêmement robuste.

Des satellites à basse altitude et en orbite infinie

Selon Louis Walpot de l’ESA, cette nouvelle technologie signifie que la propulsion électrique à air pulsé « n’est plus simplement une théorie, mais un concept de travail tangible, prêt à être développé, pour servir un jour de base à une nouvelle classe de missions. »

Le satellite scientifique Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer (GOCE) de l’ESA a été placé sur une orbite particulièrement basse à 250 kilomètres d’altitude pendant plus de cinq ans grâce à un propulseur ionique électrique qui compensait continuellement la traînée d’air. Mais une fois que les 40 kilogrammes de xénon utilisés comme propulseur sont finis, la mission était terminée. Maintenant, avec le nouveau propulseur électrique à air pulsé, le temps en orbite pourrait être illimité.

Sources

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