Propulseur magnétoplasmadynamique - Définition

Recherches et applications

De nombreuses expérimentations ont lieu dans le monde entier sur la propulsion MDP depuis les années 1960, en Allemagne à l'Université de Stuttgart, en Italie au Centrospazio, au Japon à l'ISAS et à l'Université d'Ōsaka, et principalement en Russie au MAI (Moscow Aviation Institute) et au RKK Energia, ainsi qu'aux États-Unis à l'Université de la Californie du Sud et surtout à l'EEPDyL (Electric Propulsion and Plasma Dynamics Lab) de l'Université de Princeton, où les recherches en propulsion MPD n'ont jamais cessé depuis 1967 ; et enfin directement à la NASA, au JPL (Jet Propulsion Laboratory) et au Glenn Research Center, qui ont résolu de nombreux problèmes relatifs à la performance, la stabilité et la durée de vie inhérents à ce type de propulseur.

Des prototypes pulsés quasi-stationnaires ont été testés dans l'espace à bord de satellites de démonstration soviétiques, et le premier satellite à propulsion MPD opérationnelle, le SFU (Space Flyer Unit) a été lancé par les japonais en 1996.

Les technologies MPD et variantes LFA (principalement le ALFA²), en parallèle avec le propulseur électrothermique à contrôle du plasma par induction VASIMR, sont pressenties pour motoriser le futur vaisseau martien habité NEP (Nuclear Electric Propulsion) embarquant 2 réacteurs nucléaires totalisant 10 Mwe à l'horizon 2033.

Articles connexes

• Force électromagnétique
• Force de Lorentz
• Magnétohydrodynamique
• Convertisseur MHD
• Accélérateur MHD

Rendement et puissance

Le rendement propulsif MDP croît avec la puissance électrique injectée. Il atteint 30 % dès 30 kWe, et des rendements dépassant 60 % sont classiques.

Un propulseur LFA de classe « moyenne » (100 à 200 kW) atteint des rendements de 40 à 50 %, des poussées se chiffrant en dizaines de newtons et des I_sp de plusieurs milliers de secondes (vitesses d'éjection en dizaines de km/s). Ces puissances électriques correspondent à la moyenne envisagée pour le défunt Projet Prometheus qui visait à produire des générateurs électriques nucléaires alimentant les prochains vaisseaux spatiaux de la NASA.

Les propulseurs LFA actuels les plus puissants (au-delà de 1 MW) offrent des possibilités records avec des poussées jusqu'à 200 newtons et des vitesses d'éjection de 80 à 100 km/s. Des propulseurs alimentés par des puissances de 10 à 20 MW sont envisagés pour les vols habités vers les planètes du système solaire.