La NASA vient de mettre au point la technologie qui va nous emmener sur Mars

Un propulseur à ion développé par la NASA a brisé plusieurs records lors d’une série de phases tests. Les responsables du projet sont confiants : ils espèrent envoyer les premiers astronautes sur la planète Rouge dans une vingtaine d’années.

Le X3 casse trois records

Le propulseur à l’origine de ce tour de force résulte d’une collaboration purement américano-américaine : chercheurs de l’Université du Michigan, NASA et US Air Force ont travaillé main dans la main pour aboutir à la naissance du X3. Ce propulseur à effet Hall, qui consiste à expédier les engins spatiaux en accélérant leur courant électrique chargé d’atomes – les ions – a fait sensation lors de la démonstration du Glenn Research Center de la NASA. L’appareil a brisé trois records : la puissance maximale de sortie, la puissance maximale de poussée, et l’exploitation maximale du courant électrique.

Alec Gallimore, directeur du projet et doyen de la section ingénierie de l’Université du Michigan raconte à Space.com : « [Le X3] a généré 5.4 Newtons de poussée, ce qui est à ce jour le niveau le plus important jamais enregistré sur un propulseur à plasma ». Une prouesse considérable quand on sait que le précédent record stationnait à 3.3 Newtons.

Un espoir pour la conquête spatiale

Les propulseurs à effet Hall utilisent l’électricité générée par les panneaux solaires pour expédier le plasma – une sorte de gaz nuageux chargé de particules – à travers un embout; ce qui génère une poussée. Grâce à cette technique, la NASA peut envoyer des engins spatiaux à une vitesse plus considérable que les fusées à propulsion chimique.

« Vous savez que la propulsion électrique permet d’économiser 10 fois plus de carburant que la propulsion chimique. »

La propulsion d’ions est une inestimable technologie pour les astrophysiciens : ses multiples applications pourraient faire voyages spatiaux longue distance une réalité. Jusqu’alors, la vitesse maximale d’une fusée classique – à propulsion chimique – avoisinait les 5 km seconde. Avec un propulseur à effet Hall, la vitesse est multipliée par 8 : avec 40 km seconde, la conquête spatiale devient enfin envisageable !

Des avantages… Mais pas que

La propulsion électrique représente aussi une avancée considérable en matière énergie : elle se révèle beaucoup moins gourmande que les fusées chimiques. Une navette spatiale alimentée par un propulseur à effet Hall pourrait acheminer d’importantes cargaisons en un temps record ET en utilisant moins de xenon – le gaz actuellement utilisé par les NASA pour booster son Dawn Spacecraft en orbite autour de Ceres.

« La propulsion chimique génère des millions de kW d’énergie, alors que les systèmes électriques existants ne peuvent atteIndre que 3 ou 4 kW. »

Mais un problème subsiste : les propulseurs à ion sont excessivement lents. Ils nécessitent un temps de génération considérable pour envoyer une navette spatiale à haute vitesse. Par ailleurs, ils sont d’une totale inutilité pour les phases de décollage : ils ne sont pas assez puissants pour dépasser la gravitation terrestre. Le mariage parfait semble tout trouvé : le chimique pour décoller, l’effet Hall pour voyager !

Trois canaux valent mieux qu’un

Les propulseurs à ions actuellement proposés sur le marché sont loin d’être assez puissants pour envoyer tout un équipage sur Mars : « Ce dont nous aurions besoin pour l’exploration humaine, c’est un système qui pourrait fournir 500.000 kW, ou même un million […] quelque chose comme 20, 30 ou 40 fois la puissance d’un mécanisme à propulsion électrique classique. »

C’est là que le X3 entre en jeu : « Nous avons pensé qu’au lieu d’avoir un canal de plasma, où la concentration de plasma est évacuée par le canon ce qui entraîne la poussé, nous aurions plusieurs canaux dans un seul et même propulseur », raconte Gallimore. « Nous appelons ça des canaux imbriqués. ». L’utilisation de ces trois canaux a changé la donne : les ingénieurs ont pu réduire la taille du X3, le rendant plus compact qu’un propulseur à effet Hall classique.

L’année prochaine, l’équipe va conduire un test encore plus important : prouver que le propulseur peut fonctionner à pleine puissance pendant 100 heures d’affilée.