fr.wedoany.com Rapport : Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont mis au point un nouveau système de propulsion de fusée qui combine la puissance élevée et la capacité de réponse rapide des propulseurs chimiques traditionnels avec la haute précision et l'efficacité des propulseurs électriques, permettant aux microsatellites d'effectuer diverses manœuvres dans l'espace à l'aide d'un seul réservoir de carburant.
Dans les conceptions traditionnelles, les propulseurs chimiques permettent aux petits satellites d'effectuer des manœuvres rapides et de courte durée (comme l'élévation ou l'abaissement rapide de l'orbite), tandis que les propulseurs électriques comme les propulseurs électrospray sont adaptés aux déplacements lents mais précis. En partageant le même système, la flexibilité des petits satellites dans l'espace est considérablement améliorée, sans qu'il soit nécessaire d'emporter deux systèmes de carburant indépendants.
« Si vous pouvez intégrer la propulsion chimique et la propulsion électrique dans un petit volume, c'est le meilleur des deux mondes », a déclaré Amelia Bruno, ancienne postdoctorante au Département d'aéronautique et d'astronautique du MIT. « Cela ouvre la porte aux petits satellites pour mener davantage de recherches scientifiques, plus d'observations et exécuter des missions plus intéressantes sur des plateformes plus petites et moins coûteuses. »
Le cœur du système réside dans un propergol spécialisé qui peut alimenter à la fois les propulseurs chimiques et les propulseurs électrospray. Les propulseurs électrospray sont des fusées de la taille d'un ongle qui utilisent un champ électrique pour charger les particules de propergol liquide et les éjecter afin de produire une poussée. Ce propergol ionique liquide est essentiellement composé de sels qui restent à l'état liquide. Au cours de la dernière décennie, l'équipe du MIT a développé et testé des propulseurs électrospray pour les microsatellites.
Les chercheurs ont récemment découvert un propergol monergol vert appelé « Advanced SpaceCraft Energetic Non-Toxic propellant » (ASCENT), initialement développé par l'US Air Force pour les propulseurs chimiques. Il a été conçu comme une alternative moins toxique à l'hydrazine — une source de carburant traditionnelle pour la propulsion chimique, dont le traitement est extrêmement dangereux. Comme l'ASCENT est un mélange de liquides ioniques, l'équipe a testé et constaté qu'il pouvait à la fois alimenter avec succès les propulseurs chimiques et atteindre une efficacité comparable à celle des liquides ioniques traditionnels lorsqu'il est utilisé pour propulser les propulseurs électrospray.
Après avoir prouvé l'efficacité de l'ASCENT dans les deux modes de propulsion, l'équipe prévoit de valider le concept grâce à la mission « Green Propulsion Dual-Mode » de la NASA. Cette mission embarquera un CubeSat de la taille d'une mallette, équipé d'un propulseur chimique et de quatre propulseurs électrospray, tous alimentés par un seul réservoir de carburant deux-en-un compact. Le CubeSat devrait être lancé en novembre ; en cas de succès, cela pourrait ouvrir la voie à des missions de petits satellites au-delà de l'orbite terrestre.
« Nous pouvons envoyer des CubeSats vers Mars ou la ceinture d'astéroïdes, où ils peuvent naviguer lentement à l'aide de propulseurs électrospray », a déclaré Paulo Lozano, professeur d'aéronautique et d'astronautique au MIT et co-auteur de l'étude sur la propulsion. « Ensuite, vous pouvez utiliser un propulseur chimique pour vous déplacer rapidement et observer des phénomènes intéressants. Vous aurez une plus grande flexibilité pour faire beaucoup plus de choses. »
L'article de recherche connexe, intitulé « Performance characterisation of electrospray thrusters with energetic ionic liquid monopropellant », a été publié dans le Journal of Propulsion and Power.
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