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 le moteur ionique, la clé des voyages spatiaux du futur ?

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moghelon
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MessageSujet: le moteur ionique, la clé des voyages spatiaux du futur ?   Mer 20 Fév 2013, 19:43

Bonsoir à tous,

Une article instructif sur les développements et les voix choisies pour les voyages spatiaux de ces prochaines années.

Article de Futura-sciences.

Pour les longs trajets dans le Système solaire, ou plus loin encore, le moteur ionique, peu puissant mais extraordinairement économe, semble idéal. C’est ce qu’explique très simplement John Brophy, de la Nasa, pour l’émission Voyage dans l’espace-temps, sur Discovery Science, jeudi à 21 h 00. Testez-en un avant-goût.

Pour s’arracher à la gravité terrestre, les énormes moteurs des lanceurs actuels sont ce que l’on sait faire de mieux aujourd’hui. Mais ils sont vraiment très gourmands. Ainsi, une Ariane 5 embarque dans sa partie inférieure environ 620 t de carburant (140 t d’ergols liquides – hydrogène et oxygène – et 480 t de propergol solide, la « poudre »).

En moins de neuf minutes, tout est consumé. L’étage supérieur ne se trouve alors qu’à 172 km d’altitude, avec une vitesse d’à peine 7 km/s. Il doit allumer un nouveau moteur, qui puisera dans un réservoir d’environ 10 t, pour atteindre, en peu de minutes, la trajectoire voulue à la vitesse requise.



Voyage dans l'espace-temps : c'est le titre de cette série, diffusée tous les jeudis soirs sur la chaîne Discovery Science. Ici, John Brophy, spécialiste des « propulsions exotiques » à la Nasa, nous explique le principe du moteur ionique, ballons à l'appui. Qui nous permettra peut-être un jour de nous rendre jusqu'à Proxima du Centaure (ou Proxima Centauri), l'étoile voisine du Soleil. © Discovery Science


Accélérer peu mais longtemps : c'est le moteur ionique

Dans l’espace, ces puissants moteurs sont terriblement inadaptés. Une fois la vitesse de libération atteinte (11 km/s pour un vaisseau quittant la Terre) et sans frottement atmosphérique, une minuscule poussée suffit pour produire une accélération et, une fois acquise, la vitesse ne change plus. Ces moteurs à ergols consomment alors beaucoup trop, imposant d’énormes réservoirs.

En 1911, le grand pionnier russe de l’astronautique Constantin Tsiolkovski avait découvert que l’on peut obtenir une excellente poussée avec une faible masse éjectée si sa vitesse est suffisamment élevée. Des particules électriquement chargées, ou des ions (des atomes ayant perdu ou gagné un ou plusieurs électrons) font l’affaire, puisqu’on peut les accélérer fortement dans un champ électromagnétique. Le Russe, ainsi que les pionniers Hermann Oberth (Allemagne) et Robert Goddard (États-Unis), n’imaginaient sans doute pas que des panneaux solaires pourraient fournir l’énergie pour créer ce champ.


Dawn et son moteur ionique en direction de Cérès

Des générations d’ingénieurs se sont acharnées sur ce « moteur ionique » dont la poussée, au sol, serait insuffisante pour propulser un vélo, mais qui peut fonctionner des jours, voire des mois, et même des années. La vitesse finale peut donc être très élevée. La sonde Dawn de la Nasa a mis quatre ans à atteindre 11,6 km/s, mais elle n’a consommé que 430 kg de carburant (du xénon). Après avoir visité Vesta en juillet 2011, l’engin, lancé en 2007, a changé sa trajectoire et vogue aujourd’hui vers la planète naine Cérès. La petite Smart-1, de l’Esa, a mis plus de 13 mois à se mettre en orbite lunaire, mais avec l’énergie de ses panneaux solaires et en consommant 60 L de xénon. Et l’histoire du moteur ionique comporte déjà une saga spatiale, celle de la sonde japonaise Hayabusa. Lancé en 2003, le petit vaisseau a visité l’astéroïde Itokawa en 2005, puis a subi une kyrielle d’ennuis, retardant son retour de trois ans. Mais elle est arrivée au bout.

Sortons nos calculettes et partons de l’accélération de Smart-1 : 0,2 mm/s/s. À chaque heure qui passe, la petite sonde voyait sa vitesse augmenter de 2,6 km/h. Si le moteur pousse pendant un an, quelle vitesse atteindra-t-elle en un an, en dix ans ? Bon voyage…

Bonne soirée à tous Wink

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MessageSujet: Re: le moteur ionique, la clé des voyages spatiaux du futur ?   Jeu 21 Fév 2013, 11:56

Ça, c'est la classe, il suffirait de créer un base lunaire et d'y envoyer les sondes où les stations avec ses moteurs en se servant du régolite de là bas comme carburant...
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MessageSujet: Re: le moteur ionique, la clé des voyages spatiaux du futur ?   Jeu 21 Fév 2013, 14:52

Intéressant ce moteur ionique. Mais il y a un problème quand même : avec un tel mode de propulsion on serait condamné à errer dans l'espace sans trop s'approcher des planètes sous peine de rester coincer dans leur orbite. Et je ne parle même pas de les visiter parce qu'il faudrait quelque chose de puissant pour y atterrir en toute sécurité et un autre système encore plus puissant pour s'en extirper. Bref, ça ressemble à un moteur pour planeur interstellaire. On peut combiner ionique+conventionnel on me dira !
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MessageSujet: Re: le moteur ionique, la clé des voyages spatiaux du futur ?   Jeu 21 Fév 2013, 15:08

Citation :
On peut combiner ionique+conventionnel on me dira !

Justement, si on part de la Lune avec une gravité extrêmement faible; et qu'on se sert des matériaux sur place pour fabriquer un carburant... Y construire un vaisseau mère avec propulsion ionique avec des vaisseaux plus petits avec des moyen de propulsion plus "conventionnels", pourquoi pas... A chaque milieu sa logique adaptative pour y évoluer...
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MessageSujet: Re: le moteur ionique, la clé des voyages spatiaux du futur ?   Jeu 21 Fév 2013, 15:32

Bonjour à tous,

Le principale intérêt du moteur ionique est son accélération continue avec peu de carburants. Il est surtout destinée aux sondes qui pourront ainsi accélérer jusqu’à une vitesse comprise entre 11,3 km/s ou plus.

Largement suffisant pour atteindre une vitesse de libration, vitesse que doit atteindre un objet pour échapper définitivement à l'attraction gravitationnelle d'un astre (planète, étoile, etc.) et s'en éloigner indéfiniment.

Il n'est pas question de s'arrêter, juste passer et prendre des données.

Plus tard avec les avancées technologiques adéquats, nous pourrons franchir un autre pas. Pour le moment, c'est juste un excellent moyen pour aller vers d'autres systèmes solaires, du moins les plus proches Wink

Amitiés à tous,
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MessageSujet: Re: le moteur ionique, la clé des voyages spatiaux du futur ?   Jeu 21 Fév 2013, 15:35

Citation :
Plus tard avec les avancées technologiques adéquats, nous pourrons
franchir un autre pas. Pour le moment, c'est juste un excellent moyen
pour aller vers d'autres systèmes solaires, du moins les plus proches

Où dans un premier temps, explorer de manière plus intense notre système solaire avec du matériel plus complet que ce qu'on a actuellement et en plus grand nombre. ^^
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MessageSujet: Re: le moteur ionique, la clé des voyages spatiaux du futur ?   Jeu 21 Fév 2013, 16:04

Maximus a écrit:

Où dans un premier temps, explorer de manière plus intense notre système solaire avec du matériel plus complet que ce qu'on a actuellement et en plus grand nombre. ^^

Exactement Wink

Et on a déjà commencé !
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