L’ESA met au point un propulseur électrique alimenté au gaz
— Actualités du 6 mars 2018 —
L’ESA a annoncé hier sur son site internet avoir procédé au test d’un nouveau type de propulseurs au concept très intéressant. Les satellites placés sur des orbites très basses, autour de 200 km d’altitude, doivent faire face aux frottements résiduels de l’atmosphère terrestre. Ces frottements sont peu de chose, c’est-à-dire quelques molécules par-ci et quelques molécules par-là. Mais ces frottements sont suffisants pour freiner et éventuellement désorbiter un satellite qui ne dispose d’aucun moyen de propulsion. Les missions déployées sur ces orbites sont donc complètement dépendantes de leur capacité à se réorbiter une fois leur carburant épuisé. En général, il leur faut peu de temps avant de revenir se consumer dans l’atmosphère.
Mais ces quelques molécules résiduelles d’atmosphère pourraient au contraire devenir des alliés. C’est la piste que semble vouloir explorer l’ESA avec son nouveau concept de propulseurs électriques alimentés directement par ces molécules. L’équation est plutôt simple. Un propulseur électrique a besoin d’électricité et d’un gaz accéléré pour fonctionner. L’électricité peut être fournie par des panneaux solaires, c’est donc la quantité de gaz embarqué par le satellite qui détermine sa durée de vie. En allant chercher directement ce gaz dans les résidus d’atmosphère présents sur les orbites les plus basses, alors il devient possible de créer un satellite avec une durée de vie en théorie illimitée. Bien entendu, on peut étendre ce concept à d’autres planètes. Par exemple, le dioxyde de carbone de Mars pourrait être exploité.
Pour procéder à un test de ce concept, l’agence spatiale européenne a reproduit en laboratoire les conditions d’une orbite de 200 km d’altitude. La principale nouveauté qu’apporte ce moteur électrique est son système de collecte entièrement passif, qui a été conçu en Pologne. Le test s’est déroulé en deux parties. Le propulseur et son collecteur ont d’abord été testé avec du xénon, un gaz très fréquemment utilisé pour la propulsion électrique. Puis l’expérience a été renouvelée avec un mélange d’azote et d’oxygène. Il semblerait bien que ça fonctionne, à la seule différence que la trainée de gaz est violette alors qu’avec du xénon la trainée de gaz est bleue. Cette première expérience pourrait être le début d’une nouvelle génération de satellites ultra-durables.
Mais la poussée obtenue dans les conditions de l’expérience n’a pas été communiquée par l’ESA, on ne sait donc pas si elle est suffisante pour contrecarrer la traînée atmosphérique qu’on peut trouver sur une orbite très basse. Ce système permettrait en tout cas de réduire les coûts, d’augmenter la résolution des instruments optiques ou radio, et de se débarrasser très facilement des satellites une fois leur mission terminée.
Image by NASA
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