La Nasa veut explorer les confins de notre système solaire grâce à une fusée solaire thermique

Pour atteindre de très hautes vitesses, la Nasa explore l’utilisation d’un système de propulsion jamais exploité : la fusée solaire thermique qui utilise la puissance du soleil pour chauffer et faire exploser de l’hydrogène liquide.

Pour parvenir à explorer l'espace lointain, la Nasa a besoin de vitesse : même lancés à près de 50.000 km/h, les sondes Voyager 1 et 2, les seuls engins humains à être entrés dans l’héliogaine, sont lents, puisqu’il leur a fallu presque un demi-siècle pour parcourir cette distance. Et avec de nombreux appareils scientifiques hors service, il ne faut pas trop compter sur nos reliques spatiales pour étudier plus en profondeur l’extérieur de notre système solaire. Ce qu’il nous faut, c’est une sonde moderne qui puisse aller très vite.

Pour ce faire, le laboratoire de physique appliqué de l’université John Hopkins dans le Maryland (USA) explore pour l’agence américaine un type de propulsion déjà théorisé, mais jamais réalisé : la fusée solaire thermique. Et a même bien avancé sur le sujet, puisque la première expérience pratique de mise en place de la propulsion fut concluante.

Le principe technique ? Point de super moteur façon films de science-fiction, mais un bouclier thermique spatial noir de jais parcouru par un réseau de petites tuyères « vascularisées » avec de l’hydrogène. Sous l’effet de la chaleur du rayonnement solaire, cet hydrogène se dilate et subit une explosion contrôlée en bout de tuyère avant d’être éjecté.

Si le principe est désormais validé en laboratoire, cela ne veut pas dire que le projet verra le jour, car les défis d’une telle structure dans l’espace sont immenses. Pour accumuler plus grande vitesse et la plus grande quantité d’énergie possible, le plan est de réaliser une manœuvre d’Orbeth, c’est-à-dire faire passer la sonde très près du soleil pour accélérer au maximum d’une part, et profiter de l’intensité du rayonnement pour « allumer les gaz » d’autre part. Le plan pour cette sonde interstellaire serait de s’approcher à seulement un million de kilomètres du soleil, ce qui implique des contraintes thermiques énormes.

Mais le jeu en vaut la chandelle : la sonde solaire Parker de la Nasa qui devrait réaliser une manœuvre similaire à « seulement » 4 millions de kilomètres de notre astre avec un système de propulsion chimique devrait atteindre la vitesse de 700.000 km/h. Or, plus la manœuvre d’Orbeth est réalisée proche de la masse cible, plus la vitesse est grande. La sonde qui utilisera (avec succès) le système de propulsion par fusée solaire thermique, théoriquement supérieure aux propulsions classiques, devrait donc aller encore plus vite.

Tout cela ne verra le jour que si et seulement si les équipes arrivent à trouver des matériaux capables de protéger suffisamment non seulement la sonde, mais aussi tout le système de propulsion.