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Concept
Moteur ionique
Résumé
Un moteur ionique est un moteur qui produit sa force de propulsion en accélérant des ions à très haute vitesse. En pratique ce terme désigne le moteur ionique utilisant des grilles polarisées et s'oppose à l'autre grande catégorie de moteur ionique : le propulseur à effet Hall. Le moteur ionique se range dans la famille des propulseurs électriques c'est-à-dire des moteurs dont l'énergie est d'origine électrique et fournie par une source externe (panneaux solaires) par opposition aux moteurs-fusées classiques qui tirent leur énergie des réactions chimiques ou des ergols. C'est un propulseur électromagnétique car l'accélération des ions est obtenue à l'aide d'un champ électrique.
La poussée est très faible (entre 0,05 et 5 newtons en 2018) et de ce fait son utilisation est réservée au domaine spatial. La vitesse d'éjection des ions très élevée (jusqu'à ) produit un rendement (impulsion spécifique) 10 fois plus élevé que les moteurs chimiques ce qui permet de diminuer fortement la masse de l'engin spatial en réduisant la quantité d'ergols à emporter.
Les principes physiques sous-jacents ont été découverts dans les années 1910, mais les premières réalisations sous forme de prototype ne sont apparues que dans les années 1950 au début de l'ère spatiale. Le domaine d'application réservé initialement aux petites corrections de trajectoire orbitale ou d'orientation s'est étendu à la fin du à la propulsion de sondes spatiales interplanétaires (Deep Space 1, Dawn, Hayabusa) et aux mises en orbite géostationnaire depuis une orbite basse (satellite de télécommunications).
Le moteur ionique, n'utilise pas de "carburant" comme les autres moteurs-fusées mais un gaz neutre (du xénon) qui n’est en rien une source d'énergie et qui n'est utilisé que pour la "masse d'appui" qu'il représente (sa masse d'inertie). Ce gaz neutre n'est donc pas brûlé (il ne brûle pas) mais simplement ionisé. Les ions alors libérés passent par deux grilles fortement chargées électriquement et subissent ainsi une accélération.
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