La NASA présente un concept de bouclier magnétique pour vaisseau spatial
— Actualités du 13 mars 2018 —
Quand on s’intéresse au voyage interplanétaire, on pense tout de suite à la problématique de l’accélération. Comment aller assez vite pour se libérer de la gravité terrestre et faire le voyage vers une autre planète en un temps relativement court ? Ce que l’on oublie parfois, c’est qu’à l’arrivée il faut aussi être capable de freiner pour se mettre en orbite. La solution standard et d’utiliser les mêmes propulseurs qui ont servi à l’accélération, ce qui signifie une nouvelle dépense élevée en carburant. Il existe pourtant une autre solution qui ne coûte quasiment rien en ergols, c’est l’aérocapture. Le principe est d’utiliser les couches supérieures de l’atmosphère d’un corps céleste pour freiner le vaisseau spatial. Cela peut paraître simple, mais les frottements contre une atmosphère à des vitesses interplanétaires sont très éprouvantes pour un engin spatial. Le principal problème vient des températures très élevées générées par la traînée atmosphérique. Cela force le vaisseau spatial à emporter avec lui un bouclier thermique imposant qui annule tous les avantages générés par l’économie de carburant. C’est pour cela que des manoeuvres d’aérocapture n’ont jamais été tenté.
La NASA a présenté à la fin du mois dernier une solution qui pourrait rendre cela beaucoup plus séduisant. Il s’agit d’utiliser ce qu’on pourrait appeler un bouclier magnétique. Un champ magnétique d’environ 500 Gauss est produit à partir du vaisseau spatial. On y injecte ensuite un plasma à basse température. Ce dernier va capturer des particules de l’atmosphère, ce qui va permettre de ralentir le vaisseau. Les avantages d’une telle solution sont immenses. Tout d’abord il y a le poids car un électro-aimant d’une tonne peut remplacer un bouclier thermique de 20 tonnes. On peut complètement se passer d’un bouclier thermique car c’est le plasma qui va encaisser tout le choc thermique. De plus, le bouclier magnétique est contrôlable et donc ajustable en fonction des conditions atmosphériques. Enfin, le système permet des vitesses d’aérocapture allant bien au delà de tout ce qui est possible de faire à l’aide d’un bouclier physique.
L’équipe qui a présenté le projet a calculé qu’un aimant de 2,5 mètres serait suffisant pour générer un bouclier magnétique de 21 mètres de rayon, ce qui pourrait servir à l’aérocapture dans l’atmosphère martienne d’une charge utile de 30 tonnes. Un CubeSat va être préparé pour tester le concept en orbite terrestre. Il déploiera un bouclier magnétique d’1,20 mètres de diamètre pendant 5 périodes de 800 secondes. Grâce à ses batteries embarquées, cela devrait lui permettre de réduire énormément sa vitesse.
Image by K. Anthony/CERN
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