Dual Stage à l'ESA

Les moteurs ioniques

Le principe du moteur ionique repose sur l'ionisation d'un gaz à l'aide d'un courant électrique. Les particules chargées produites par ionisation sont accélérées par un champ électrique et expulsées à très grande vitesse dans une tuyère. S'ils délivrent une très faible poussée, les moteurs ioniques peuvent fonctionner pendant des années, et rattrapent donc sur la longueur les moteurs à ergols, beaucoup plus puissants, mais à la durée de vie nettement plus limitée.

Comparé à la propulsion chimique, le moteur ionique est très économique : à puissance égale, un moteur ionique consomme dix fois moins de combustible qu’un moteur-fusée classique à base d’ergols. Un peu de gaz xénon et d’électricité (fournie dans le cas de Smart-1 par les panneaux solaires) suffisent.

Ce type de moteur a été expérimenté pour la première fois sur Deep Space 1, en 1998, puis sur Smart-1 en 2003.

DS4G, la Rolls des moteurs ioniques
Le nouveau moteur développé par l’ESA est 10 fois plus performant que celui utilisé sur Smart 1 : « En utilisant une quantité similaire de gaz inerte que sur Smart-1, avec une puissance électrique adaptée, les futurs véhicules spatiaux qui utiliseront notre nouveau type de moteur n’atteindront pas seulement la Lune, mais devraient être capables de quitter le système solaire ! » a déclaré avec enthousiasme, Roger Walker, directeur technique du projet.

Traditionnellement, les moteurs ioniques sont constitués d'une chambre contenant les particules, et de trois grilles proches les unes des autres, chacune percée de milliers d’orifices d’un millimètre de diamètre. On applique une tension de plusieurs milliers de volts à la première grille, et une basse tension à la seconde. La différence de potentiel entre les deux grilles génère un champ électrique qui, dans le même temps, « tire » et accélère les ions de la chambre, avant de les expulser à grande vitesse dans la tuyère.

Naturellement, plus le champ électrique est intense, plus les ions gagnent en vitesse, et meilleur est le rendement du moteur. Néanmoins, si la différence de potentiel est trop importante (de l’ordre de 5 000 volts), la collision des ions avec la seconde grille peut endommager cette dernière et limiter la durée de vie du moteur dans l’espace.

Lire la suite