Disques spatiaux - abordables et très rapides
Actuellement, l'objet le plus rapide lancé dans l'espace par l'homme est la sonde Voyager, qui a pu accélérer à 17 km/s grâce à l'utilisation des lanceurs gravitationnels de Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. C'est plusieurs milliers de fois plus lent que la lumière, qui met quatre ans pour atteindre l'étoile la plus proche du Soleil.
La comparaison ci-dessus montre qu'en matière de technologie de propulsion dans les voyages spatiaux, nous avons encore beaucoup à faire si nous voulons aller quelque part au-delà des corps les plus proches du système solaire. Et ces trajets apparemment proches sont définitivement trop longs. 1500 jours de vol vers Mars et retour, et même avec un alignement planétaire favorable, cela ne semble pas très encourageant.
Lors de longs trajets, en plus des entraînements trop faibles, il existe d'autres problèmes, par exemple, avec les approvisionnements, les communications, les ressources énergétiques. Les panneaux solaires ne se chargent pas lorsque le soleil ou d'autres étoiles sont éloignés. Les réacteurs nucléaires fonctionnent à pleine capacité pendant quelques années seulement.
Quelles sont les possibilités et les perspectives de développement de la technologie pour augmenter et donner des vitesses plus élevées à nos engins spatiaux ? Regardons les solutions déjà disponibles et celles qui sont théoriquement et scientifiquement possibles, bien qu'encore plus fantaisistes.
Présent : fusées chimiques et ioniques
Actuellement, la propulsion chimique est encore utilisée à grande échelle, comme les fusées à hydrogène liquide et à oxygène. La vitesse maximale pouvant être atteinte grâce à eux est d'environ 10 km/s. Si nous pouvions tirer le meilleur parti des effets gravitationnels dans le système solaire, y compris le soleil lui-même, un navire équipé d'un moteur-fusée chimique pourrait atteindre même plus de 100 km/s. La vitesse relativement plus faible de Voyager est due au fait que son objectif n'était pas d'atteindre la vitesse maximale. Il n'a pas non plus utilisé de "postcombustion" avec les moteurs lors des assistants de gravité planétaire.
Les propulseurs ioniques sont des moteurs de fusée dans lesquels les ions accélérés à la suite d'une interaction électromagnétique sont le facteur porteur. Il est environ dix fois plus efficace que les moteurs de fusée chimiques. Les travaux sur le moteur ont commencé au milieu du siècle dernier. Dans les premières versions, la vapeur de mercure était utilisée pour l'entraînement. Actuellement, le gaz rare xénon est largement utilisé.
L'énergie qui émet les gaz du moteur provient d'une source extérieure (panneaux solaires, réacteur qui génère de l'électricité). Les atomes de gaz se transforment en ions positifs. Ensuite, ils accélèrent sous l'influence d'un champ électrique ou magnétique, atteignant des vitesses allant jusqu'à 36 km / s.
La vitesse élevée du facteur éjecté conduit à une force de poussée élevée par unité de masse de la substance éjectée. Cependant, en raison de la faible puissance du système d'alimentation, la masse du porteur éjecté est faible, ce qui réduit la poussée de la fusée. Un navire équipé d'un tel moteur se déplace avec une légère accélération.
Vous trouverez la suite de l'article dans le numéro de mai du magazine
VASIMR à pleine puissance
