Propulsion VASIMR

question posée le 03-10-2008 par François

Quel est le principe de cette propulsion évoquée dans une question dernièrement ?

réponse du 07-10-2008 par Didier Jamet

Dans son principe, VASIMR (acronyme anglais de « Fusée magnétoplasmique à impulsion spécifique variable), est un moteur-fusée : un gaz porté à très haute température s’échappe à grande vitesse d’une tuyère d’éjection, créant une poussée en sens inverse. Mais la ressemblance s’arrête là. Dans les plus performants des moteurs chimiques actuels, tels ceux de la navette spatiale, un mélange d’hydrogène et d’oxygène liquide porté à 3300 ° est éjecté à une vitesse de 4,5 km/s.

VASIMR change totalement d’échelle : sa température de fonctionnement typique dépassera le million de degrés, et la vitesse d’éjection obtenue peut théoriquement atteindre les 1000 km/s. Le carburant utilisé est un gaz au départ neutre, l’hydrogène. Sous l’effet d’un chauffage par ondes électromagnétiques (une sorte de super four à micro-ondes) le gaz est ionisé : le proton et l’électron qui constituent l’atome d’hydrogène sont dissociés, l’ensemble devenant un plasma, un fluide électriquement chargé et donc sensible aux champs électromagnétiques.

Cette dernière propriété permet de canaliser le plasma dans d’intenses champs magnétiques qui préservent la structure du moteur, lequel serait bien incapable de résister à une telle chaleur s’il y était exposé directement. Autre point fort de ce moteur, sa tuyère magnétique, dont le profil est ajusté par applications de champs magnétiques. Elle joue le rôle d’une véritable boite de vitesse, privilégiant la poussée au démarrage, puis optimisant l’impulsion spécifique (le rendement du moteur) au cours du voyage.

De nombreux défis technologiques restent à relever pour que le projet devienne réalité : citons par exemple la mise au point d’électro-aimants supraconducteurs à la fois légers et résistants à la chaleur, et la mise à disposition d’une source d’énergie, probablement nucléaire, suffisamment compacte et puissante pour les alimenter.

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