États-Unis
Non contents d'avoir mis au point un moteur ionique qui fonctionne, les chercheurs de la NASA travaillent maintenant à la conception d'un moteur au plasma. Ce mode de propulsion puissant, rapide et léger pourrait, selon les spécialistes du Advanced Space Propulsion Laboratory, propulser un vaisseau spatial de plus de 100 tonnes vers Mars en quatre mois à peine. Avec les fusées chimiques actuelles, le voyage prendrait 10 mois et il faudrait compter sur d'énormes réserves de carburant. On prévoit un premier essai dès 2004.
Le plasma est un gaz chargé électriquement dont la température dépasse les 25 000 degrés. On le décrit parfois comme un quatrième état de la matière, après les états solide, liquide et gazeux. Le plasma, dont sont notamment constituées les étoiles, représente 99% de la matière dans l'univers. Il est donc très commun. On l'obtient en surchauffant un gaz. Celui-ci perd certains de ces électrons, produisant une sorte de mélange d'atomes de charge électrique positive et d'électrons de charge négative.
Un jet de plasma est si chaud qu'en sortant d'un réacteur, la vitesse des particules éjectées peut atteindre des dizaines, voire des centaines de kilomètres à la seconde. Sous une telle poussée, un engin spatial peut, à la longue, atteindre des vitesses bien supérieures à celle d'une fusée chimique dont les gaz ne dépassent guère 5 km/s. Un seul ennui, mais de taille : le plasma est si chaud qu'aucun matériau ne lui résiste.
Heureusement, les propriétés électriques du plasma font en sorte qu'on peut le confiner à l'intérieur d'un champ magnétique qui, lui, ne craint pas la chaleur. Le moteur actuellement à l'étude par la NASA comprendrait trois champs magnétiques ayant chacun un rôle différent à jouer. Dans la première partie du moteur, on injecterait de l'hydrogène et on l'ioniserait. Les particules chargées passeraient ensuite dans la seconde partie où elles seraient soumises à un intense bombardement d'ondes radio. Ceci leur transmettrait beaucoup d'énergie, les transformant en plasma. Dans la dernière partie, enfin, un troisième champ magnétique accélérerait et orienterait le flux de particules pour produire une poussée dans un sens précis.
La NASA prévoit tester sa technologie vers 2004 avec une petite sonde, équipée de panneaux solaires produisant 10 000 watts d'énergie. Ceci serait suffisant pour faire fonctionner un petit moteur à plasma. Si l'essai est concluant, la technologie pourrait alors servir à une expédition vers Mars. En réduisant la durée du vol à quatre mois, le moteur protégera les astronautes contre les dangereuses radiations spatiales et les exposera moins longtemps à l'apesanteur, qui sape leur tonus musculaire.
Philippe Gauthier