NASA réussit les essais de son puissant propulseur à plasma destiné aux futures missions vers Mars

Une avancée majeure pour la conquête de Mars

La NASA vient de franchir une étape décisive dans la course vers la planète rouge. L’agence spatiale américaine a annoncé le succès du tout premier test de mise à feu de son nouveau propulseur électrique à plasma, alimenté au lithium. Ce prototype a démontré une puissance impressionnante de 120 kilowatts, un record absolu pour ce type de technologie.

Ce niveau de performance dépasse de loin celui des propulseurs actuellement embarqués sur les engins spatiaux de l’agence. Cette réussite marque un pas concret vers la réalisation d’un objectif ambitieux : les futures missions habitées vers Mars.

La propulsion électrique, l’avenir du voyage spatial ?

Pourquoi un tel engouement pour la propulsion électrique ? La réponse tient en un mot : l’efficacité. Pour les missions spatiales de longue durée, ces systèmes sont bien plus adaptés que leurs homologues à propulsion chimique classique. Leur principal atout est une consommation de carburant drastiquement réduite, jusqu’à 90 % de propergol en moins par rapport aux moteurs de fusée existants.

Plutôt que de fournir des poussées brèves et violentes, les moteurs électriques offrent une accélération faible mais constante. Cette poussée continue permet aux vaisseaux spatiaux de parcourir de très longues distances et d’atteindre des vitesses vertigineuses. C’est d’ailleurs un système de ce type qui équipe déjà la sonde Psyche de la NASA, lancée en octobre 2023 pour étudier un astéroïde métallique. Selon l’agence, ce vaisseau pourrait atteindre une vitesse de 200 000 km/h.

En combinant cette technologie à la propulsion nucléaire, les ingénieurs espèrent réduire considérablement la masse au décollage. Cela permettrait d’emporter des charges utiles plus importantes, un élément crucial pour la survie et le succès des missions habitées de longue durée.

Le grand retour de la technologie MPD

Le système testé par la NASA relève d’une catégorie spécifique : la propulsion magnétoplasmadynamique (MPD). Ces propulseurs sont envisagés pour fournir des forces de poussée supérieures aux systèmes actuels, ce qui les rend particulièrement prometteurs pour les missions au long cours. Étonnamment, bien que cette technologie soit étudiée depuis les années 1960, elle n’a encore jamais été utilisée de manière opérationnelle dans l’espace.

C’est en avril dernier que les ingénieurs du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA ont rallumé la flamme en testant le premier prototype de MPD fonctionnant à la vapeur de lithium métallique. Le succès de cette opération a ravivé les espoirs de toute l’agence. « À la NASA, nous travaillons sur de nombreux projets simultanément, et nous n’avons jamais perdu de vue Mars », a déclaré Jared Isaacman, administrateur de la NASA, dans un communiqué.

Il a ajouté : « Le succès de notre propulseur lors de cet essai témoigne des progrès concrets accomplis vers l’envoi d’un astronaute américain sur la planète rouge ».

Un essai à 2800 degrés, 25 fois plus puissant que la norme

Les propulseurs MPD, que l’on nomme aussi accélérateurs à force de Lorentz, fonctionnent sur un principe électromagnétique. Ils utilisent l’énergie générée par l’interaction entre un courant électrique et un champ magnétique pour accélérer un plasma, créant ainsi une force de poussée. Le nouveau prototype de la NASA innove en utilisant de la vapeur de lithium métallique. Ce lithium est ionisé pour former un plasma, qui est ensuite propulsé à des vitesses extrêmes.

Au cours des essais, les chercheurs ont procédé à cinq allumages distincts. L’électrode en tungstène du propulseur a émis une lueur blanche éclatante, tandis que sa température dépassait les 2 800 °C. Pour supporter de telles conditions, le laboratoire de propulsion électrique du JPL est équipé d’installations de pointe, comme une chambre à vide de huit mètres de long refroidie à l’eau, conçue pour des tests de puissance de l’ordre du mégawatt.

La puissance atteinte, 120 kilowatts, est plus de 25 fois supérieure à celle des propulseurs de la sonde Psyche. « La conception et la construction de ces propulseurs au cours des deux dernières années ont constitué une longue préparation à ce premier essai », a commenté James Polk, chercheur principal au JPL. « C’est un moment crucial pour nous, car nous avons non seulement démontré le bon fonctionnement du propulseur, mais nous avons également atteint les niveaux de puissance visés. De plus, nous savons que nous disposons d’un banc d’essai fiable pour commencer à relever les défis liés à la mise à l’échelle. »

Prochain objectif : le Mégawatt et la durabilité

Ce succès n’est qu’un début. L’équipe du JPL ne compte pas s’arrêter là et espère, à terme, atteindre une puissance phénoménale allant de 500 kilowatts à 1 mégawatt pour chaque propulseur. Un tel niveau de performance est indispensable pour les missions interplanétaires habitées.

Les calculs sont clairs : une mission vers Mars nécessiterait une puissance totale comprise entre 2 et 4 mégawatts. Cela impliquerait de faire fonctionner plusieurs de ces propulseurs MPD en continu pendant une durée exceptionnellement longue, estimée à plus de 23 000 heures. Le principal défi pour y parvenir ne sera plus seulement la puissance, mais la résistance des matériaux.

Assurer la durabilité des composants face à un fonctionnement prolongé et à des températures extrêmes représente le prochain obstacle majeur sur la feuille de route qui doit, un jour, mener l’humanité sur Mars.

Selon la source : trustmyscience.com