« Vers l’infini, et au-delà », cette mythique phrase de Buzz l’éclair peut résumer le rêve de nombreuses personnes : Voyager à des vitesses supra-luminiques ou se téléporter n’importe où dans l’espace cependant la réalité est différente.

Pour se soustraire à la gravité de la Terre, et pour voyager dans l’espace, une quantité d’énergie importante est nécessaire.

Les systèmes de propulsion ont gagné en efficacité et en complexité pour aujourd’hui envisager un aller-retour habité vers d’autres planètes.

Différents systèmes de propulsion existent : Certains donneront une poussée forte mais pendant une durée limitée (par exemple pour échapper à la gravité de la Terre), d’autres au contraire donneront une impulsion modérée mais pour une durée longue (comme pour les voyages interstellaires).

On commence cette série d’articles sur les différents moyens de propulsion dans l’espace par la propulsion dite classique, celle utilisée principalement aujourd’hui : La propulsion chimique.

C’est le seul système assez développé et fiable pour se soustraire à la gravité terrestre. La poussée est produite par la réaction entre un carburant et un comburant, appelés ergols. Cette réaction produit un gaz sous très haute pression, qui est expulsé par l’intermédiaire d’une tuyère, pour produire une force de poussée qui propulse la fusée. En effet, c’est le principe d’action-réaction de la 3ème loi de Newton qui permet de faire décoller une fusée et de la propulser dans le vide. Ce principe peut être expliqué facilement à l’aide d’un simple skateboard et d’un sac.  En voici la vidéo : http://bit.ly/2Cg1GfS

Néanmoins, le comburant et le carburant doivent être emportés, puisque l’air (le comburant utilisé sur Terre) n’est pas présent dans l’espace. Ainsi, le principal inconvénient de ce système est la nécessité d’avoir une réserve très importante d’ergols consommés pour finalement une poussée relativement faible.

Schéma de fonctionnement d’un moteur chimique à ergols liquides

 

Dans le cadre de la propulsion spatiale, il existe de nombreux couples d’ergols dont l’efficacité est variable. Parmi ceux encore utilisés, on trouve :

—> Le couple dihydrogène liquide (LH2) / dioxygène liquide (LOX). C’est l’un des couples les plus efficaces mais il nécessite des températures de stockage extrêmement basses (de l’ordre de -253°C, pour le dihydrogène), et donc des réservoirs imposants. Il est notamment utilisé dans la fusée Ariane 5 et la navette spatiale américaine.

—> Le couple dioxygène liquide (LOX) / Kérosène utilisé notamment dans la fusée Saturn V qui a permis aux hommes de marcher sur la Lune et aussi des Soyouz actuels.

—> Le couple diméthylhydrazine asymétrique (UDMH) / Peroxyde d’azote (N2O4). Ce couple est assez efficace, mais le diméthylhydrazine est hautement toxique et cancérigène.

 

Grégoire Aulagner

Sources :

– Nasa – Propulsion systems : https://history.nasa.gov/conghand/propulsn.htm

– Revue : Espace & Exploration

http://spaceconquest.pagesperso-orange.fr

– Futura sciences : https://www.futura-sciences.com/sciences/dossiers/astronautique-fusees-ergols-576/page/2/

 

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