Une revue publiée sur le serveur de prépublication arXiv explore systématiquement les perspectives d’application des technologies de propulsion sans propergol dans l’exploration spatiale. Ces technologies, qui exploitent des forces naturelles et des sources d’énergie externes au lieu de carburants chimiques classiques, pourraient lever les limitations actuelles des missions spatiales.

Depuis l’équation de la fusée formulée par Konstantin Tsiolkovski en 1903, les engins spatiaux dépendent du propergol embarqué pour produire de la poussée. Le poids du carburant et les exigences de lancement créent un cercle vicieux qui freine depuis longtemps les voyages interstellaires. Les propulsions sans propergol visent à utiliser des principes physiques comme la gravité ou la pression de radiation pour permettre la manœuvre des engins, offrant ainsi de nouvelles solutions pour l’exploration du cosmos profond.

Parmi les technologies déjà opérationnelles figurent l’assistance gravitationnelle et les voiles solaires. L’assistance gravitationnelle consiste à calculer précisément des survols planétaires pour voler de l’élan orbital ; les sondes Voyager en ont bénéficié pour visiter les planètes externes, mais cette méthode est très contrainte par la position des planètes et les fenêtres de lancement. La voile solaire japonaise Ikaros, lancée en 2010, a validé le concept en se propulsant jusqu’à Vénus grâce à la réflexion des photons solaires, démontrant la faisabilité d’une propulsion sans propergol.

Les voiles magnétiques et électriques représentent des concepts plus avancés. La voile magnétique utilise un champ magnétique généré par une boucle supraconductrice pour dévier les particules chargées du vent solaire ; la voile électrique repose sur de longs câbles chargés. Ces deux solutions évitent la dégradation des matériaux et pourraient offrir une accélération supérieure, mais elles posent des défis techniques majeurs : la voile magnétique nécessite des boucles supraconductrices de plusieurs dizaines de kilomètres de rayon maintenues à très basse température, tandis que la voile électrique doit déployer et maintenir la charge de très longs câbles légers.