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Un moteur ionique dix fois plus puissant

Thierry Mah?

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- Développé par l'ESA, il rend envisageable des voyages spatiaux de très longue durée.

L'Agence spatiale européenne (ESA) et l'Université nationale australienne (ANU) ont codéveloppé et viennent de tester avec succès un tout nouveau type de moteur ionique. Il est dix fois plus performant que ceux utilisés jusqu'alors, en particulier celui embarqué à bord du satellite Smart-1.

Découplage entre extraction et accélération

Le principe d'un moteur ionique n'est pas fondamentalement différent de celui des moteurs à propulsion classiques (chimiques), basés sur l'éjection de gaz brûlés en sortie de tuyère. C'est encore le principe d'action-réaction qui est mis à profit. Mais, ici, en l'occurrence, ce sont des particules ionisées qui communiquent leur quantité de mouvement à l'engin spatial. La poussée est très faible, mais l'accélération produite engendre sur la durée (missions de plusieurs années) des vitesses phénoménales. Ce type de moteur a été étrenné sur les satellites Deep Space 1 (rencontre de l'astéroïde Braille et de la comète de Borelly) en 1998, puis Smart-1 (mission lunaire) en 2003.

Quel est le fonctionnement ? Du gaz xénon est ionisé grâce à un courant électrique fourni par des panneaux solaires. Comme ces particules sont chargées (positivement puisqu'on leur a ôté des électrons), elles peuvent être accélérées par un champ électrique, puis expulsée par une tuyère. Le champ électrique est créé par la différence de potentiel entre deux grilles consécutives, percées d'une multitude de petits orifices d'un millimètre de diamètre.

La grande innovation du moteur DS4G réside dans le découplage entre les phases d'extraction des ions et d'accélération. Une astuce technique, faisant intervenir quatre grilles, permet de travailler à très haute tension (30 000 V) sans pour autant endommager les grilles. C'est l'origine du nom de ce moteur, DS4G, pour Dual-Stage 4-Grid. Ainsi, les ions sont expulsés à une vitesse record de 210 km/h, contre 30 km/h précédemment. Qui plus est, ce moteur a beaucoup gagné en compacité. C'est d'autant plus remarquable que ce développement a été réalisé en quatre mois.

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