Les propulseurs à plasma sans électrode pourraient ouvrir la voie aux voyages interstellaires

Si nous voulons un jour voyager dans l’espace interstellaire, les moteurs utilisant des propulseurs à plasma sans électrode pourraient être la clé.

Si nous voulons explorer le système solaire dans les décennies à venir, nous avons besoin de meilleures technologies. J’entends par là, principalement, les systèmes de propulsion. Le matériel dont nous disposons actuellement ne suffit pas si nous voulons aller au-delà de Mars. En l’état actuel de la technologie, il faut plusieurs mois pour se rendre sur la planète rouge. Et cela fait de l’exploration du système solaire une tâche difficile à venir. Et par là, je veux dire l’explorer avec des équipages habités. Heureusement, les scientifiques proposent déjà des moyens novateurs pour nous aider à voyager vers les “étoiles”.

Imaginez une technologie qui, au lieu de vous emmener sur Mars en quelques mois, puisse vous y conduire en quelques semaines, voire quelques jours. Même si cela ressemble à de la science-fiction, les scientifiques travaillent dur pour en faire de la science pure.

Propulseur à plasma sans électrodes de grande puissance

Selon des rapports récents de l’université du Tōhoku, un chercheur a amélioré un propulseur à plasma sans électrode de grande puissance. Cela ouvre la voie à l’exploration de l’espace profond. Les engins spatiaux utilisent la propulsion électrique pour se propulser en accélérant leurs hélices à l’aide de champs électromagnétiques. L’utilisation de dispositifs de propulsion électrique, tels que les propulseurs ioniques réticulés et les propulseurs de Hall, a déjà été démontrée avec succès lors de plusieurs missions spatiales. Le propergol, ou plasma, est ionisé par l’énergie solaire. Il est ensuite accéléré par des champs électromagnétiques pour générer de l’énergie de poussée. En raison de leur niveau de puissance élevé, ces dispositifs ont une durée de vie limitée, car les électrodes sont exposées au plasma et s’endommagent. Les scientifiques ont donc cherché une alternative. Ils ont fini par se dire : pourquoi ne pas se débarrasser des électrodes ? C’est le moment du “ta-daaa”.

Propulseurs à plasma sans électrodes

Pour résoudre ce problème, les scientifiques ont mis au point des propulseurs à plasma sans électrode. Dans un exemple, la radiofréquence (rf) est utilisée pour générer du plasma. Pour créer une poussée, les ondes radio sont dirigées vers une chambre cylindrique. Là, elles sont converties en plasma par une buse magnétique. L’utilisation de ces propulseurs à plasma rf MN, également appelés propulseurs hélicoïdaux, présente plusieurs avantages, tels que leur simplicité, leur facilité d’utilisation et leur rapport puissance/poussée potentiellement élevé. Malgré cela, l’efficacité avec laquelle la puissance radiofréquence est convertie en énergie de poussée a freiné son développement. Un taux de conversion modeste de 20 % a été atteint dans des études plus récentes après que les premières expériences aient généré des taux de conversion à un chiffre.

Un rendement de 30

Le professeur Kazunori Takahashi, du département d’ingénierie électrique de l’université de Tohoku, a fait état d’un rendement de 30 % dans une étude récente publiée dans Scientific Reports. Bien que les dispositifs de propulsion électrique matures nécessitent généralement du gaz xénon, qui est difficile à trouver en quantité suffisante, l’efficacité actuelle de 30 % pourrait être atteinte en utilisant du gaz propulseur argon. Par conséquent, un propulseur à plasma rf MN pourrait économiser les ressources de la Terre et réduire son coût. Grâce à cette percée, la technologie du transport spatial à grande puissance est en passe de devenir plus efficace et largement accessible.

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Source : Curiosmos – Traduit par Anguille sous roche