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RÉSUMÉ
Les technologies de propulsion électrique pour les satellites et les sondes spatiales sont ici abordées. Les propulseurs électriques, aussi nommés propulseurs ioniques ou à plasma, produisent une faible poussée par rapport aux propulseurs chimiques. Cependant, grâce à la séparation de la source d’énergie et de l’ergol, ils offrent plusieurs avantages. En particulier, ce mode de propulsion délivre une grande vitesse d’éjection de la matière, ce qui induit une baisse drastique de la quantité de carburant nécessaire, donc de la masse du véhicule. Plus globalement, la propulsion électrique permet une réduction de la taille et de la masse des satellites, un abaissement des coûts et rend exécutables des missions et manœuvres difficiles à accomplir en propulsion chimique.
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Stéphane MAZOUFFRE : Diplômé de l’École nationale supérieure d’ingénieurs de Limoges - Docteur en physique des plasmas de l’université de technologie d’Eindhoven aux Pays-Bas - Directeur de recherche au CNRS, responsable de l’équipe Propulsion Électrique de l’Institut de Combustion Aérothermique, Réactivité et Environnement (ICARE), CNRS UPR 3021, Orléans, France
INTRODUCTION
La propulsion électrique, encore appelée propulsion à plasma ou propulsion ionique, englobe un ensemble de technologies utilisées pour déplacer des satellites et des sondes dans l’espace. Les premiers travaux en propulsion électrique datent du début des années 1960 ; ils coïncident avec le développement des sources plasmas à fort courant. Le premier satellite équipé d’un propulseur électrique a été lancé en 1964 . Depuis cette époque, la technologie a grandement évolué, les performances se sont améliorées, de nombreux concepts et approches ont émergé et l’emploi de ce mode de propulsion a largement diffusé à travers le monde. À ce jour, des centaines de propulseurs électriques ont été embarqués sur des satellites et plusieurs sondes scientifiques d’exploration ont accompli leur mission grâce à cette technologie. L’augmentation de la puissance électrique disponible sur les satellites en orbite géostationnaire a récemment conduit à l’émergence de satellites « tout électrique », pour lesquels l’ensemble des manœuvres est réalisé à l’aide de propulseurs à plasma. Actuellement, le domaine connaît une croissance forte avec de nombreux développements et réalisations du fait du déploiement de plusieurs constellations de petits satellites et de la mise en œuvre de projets de méga-constellations, de remorqueurs spatiaux et de véhicules cargo.
La propulsion électrique, comme sa contrepartie chimique, est basée sur la conservation de la quantité de mouvement pour générer une force propulsive. Cependant, alors que la propulsion chimique convertit l’énergie chimique stockée dans l’ergol en énergie cinétique par la voie d’une réaction de combustion (phase thermique), la propulsion électrique convertit de l’énergie électrique en énergie cinétique de particules chargées . Grâce à la séparation entre la source d’énergie et la matière à éjecter,...
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MOTS-CLÉS
plasma | satellite géostationnaire | propulsion spatiale | propulsion électrique
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CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
Propulsion électrique pour les systèmes spatiaux
Propulsion spatiale
Sources bibliographiques
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