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Un moteur de fusée capable d’atteindre 99 % de la vitesse de la lumière ?

Crédits : PxHere

Un ingénieur de la NASA a récemment fait une déclaration qui n’est pas passée inaperçue. L’intéressé a émis l’idée de concevoir un moteur frôlant la vitesse de la lumière !

99 % de la vitesse de la lumière

Chaque fusée désirant quitter la Terre doit atteindre la vitesse de libération — celle permettant de se défaire de l’attraction terrestre. Autrement dit, pour quitter notre atmosphère, une fusée doit pouvoir atteindre au moins la vitesse de 10,2 km/s, c’est-à-dire plus de 35 000 km/h. À l’aube des premières missions habitées vers Mars, le temps de voyage préoccupe. Située à plusieurs centaines de millions de kilomètres de la Terre, la planète rouge n’est pas facilement atteignable. Il faudrait au moins une année pour s’y rendre, bien que SpaceX espère réduire ce délai à seulement trois mois.

Comme l’explique un article du New Scientist publié le 11 octobre 2019, un ingénieur de la NASA nommé David Burns a présenté son idée. L’objectif ? Concevoir un moteur dont la vitesse atteindrait 99 % de la vitesse de la lumière, à savoir près de 300 000 km/s !

atmosphère planète mars
Réduire drastiquement le temps de vol pour se rendre sur Mars, une idée séduisante sur le papier.
Crédits : iStock

Comment fonctionnerait ce système ?

Dans une publication (PDF en anglais/9 pages) diffusée sur la NASA Technical Reports Server (NTRS), David Burns parle d’un moteur hélicoïdal fonctionnant sans carburant. En réalité, l’idée concerne un accélérateur à particules, c’est-à-dire une boucle contenant des ions et soumise à une très forte accélération dans le vide. Cette action permet une augmentation de la masse des ions et génère une légère impulsion.

Rappelons que la troisième loi de Newton stipule qu’une action est toujours égale à sa réaction. Autrement dit, si des ions sont accélérés dans une boucle (dans un moteur à propulsion), l’engin va avancer légèrement puis reculer de la même façon, au lieu de simplement avancer. Néanmoins, si les mêmes ions sont accélérés sur une partie de la boucle puis rapidement décélérés ensuite, la masse augmenterait à chaque accélération. En théorie du moins, cela permettrait à terme d’atteindre la vitesse de la lumière.

Des contraintes indéniables

Pour atteindre une telle vitesse, il faudrait du beaucoup de temps et avoir une réserve d’énergie gigantesque. Toutefois, la troisième loi de Newton s’en trouverait brisée, tout comme la loi de la conservation. Or, cette dernière indique qu’un système physique conserve la même vitesse et la même masse que celles prises pendant son élan.

En tout cas, si un tel projet voit réellement le jour à l’avenir, autant dire qu’il faudra y mettre les moyens ! Le New Scientist ayant réfléchi à l’idée de David Burns indique que l’engin en question devra mesurer au moins 200 mètres de longueur sur 12 mètres de diamètre ! Surtout, le démarrage de la fusée nécessitera une puissance colossale. En effet, afin d’obtenir une poussée d’un newton (N), il faudra utiliser 165 mégawatts. Autrement dit, afin d’obtenir une force similaire à celle utilisée pour taper sur un clavier, il faudra dépenser l’énergie nécessaire au fonctionnement d’une ville moyenne !

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