06/05/2019 - Des chercheurs de l'Université polytechnique de Madrid brevetent un moteur plasma pour propulser des satellites spatiaux

Menéame

Baptisé ALPHIE (Alternative Low Power Hybrid Ion Engine), ce propulseur d'ions a été développé en Laboratoire de Plasmas du Département de physique appliquée aux génies aéronautique et naval de la École technique supérieure d'ingénierie aéronautique et spatiale (ETSIAE) de la Université polytechnique de Madrid (UPM).

La propulsion électrique permet d'importantes réductions de coûts et est essentielle pour développer des applications commerciales utilisant des satellites en orbite basse, de 200 à 2000 km d'altitude sur la surface terrestre (en anglais Low Earth Orbit; LEO). La force motrice est obtenue par une source d'énergie électrique qui accélère les particules chargées à des vitesses bien supérieures à celles que les moteurs spatiaux traditionnels peuvent atteindre.

L'originalité d'ALPHIE, développée par le groupe dirigé par le professeur Luis Conde, réside dans le fait que sa nouvelle technologie est plus simple et plus efficace par rapport à celle d'autres modèles. Ce propulseur est le résultat de plusieurs projets sur la physique de l'accélération des flux d'ions et d'électrons (plasma) à haute vitesse sur lesquels le groupe de l'UPM a travaillé au cours des six dernières années à travers différents appels publics et également en collaboration avec la multinationale espagnole. Aernova Aerospace.

Les deux acteurs parient ensemble d'introduire sur le marché des minisatellites ce moteur à plasma innovant développé par les chercheurs de l'UPM par un contrat de coresponsabilité et d'exploitation. La première étape a été de présenter une demande de brevet, qui vient d'être accordée par l'Office des brevets des États-Unis et qui est en cours de traitement par l'Office européen des brevets, et qui devrait également être menée à bien dans les mois à venir.

Alphie prototype de laboratoire (Source: UPM)

Application commerciale dans les constellations de satellites

Des services tels que la télévision interactive, la conduite automatique de véhicules ou l'accès à Internet des bateaux en haute mer nécessitent une connexion de haute qualité avec une portée planétaire. Cet objectif ne peut être atteint que grâce à des constellations de petits satellites en orbite terrestre. OneWeb, O3b ou Starlink de la société SpaceX, qui déploient des groupes de satellites pour atteindre les 1000 unités, en sont un exemple.

Pour servir le client sur la surface terrestre, ces satellites décrivent en orbite basse trajectoire précise agissant simultanément et connecté. Cependant, parfois, leurs orbites subissent des déviations, brisant ainsi la formation et interrompant ainsi le trafic de données.

"ALPHIE servirait à effectuer les corrections nécessaires pour ajuster son orbite et maintenir la formation et le ferait avec plus d'efficacité que d'autres modèles existants aujourd'hui sur le marché," explique le professeur de l'UPM, Luis Conde. "En outre, ce système de propulsion serait également utile pour expulser ces véhicules de leur trajectoire à la fin de leur durée de vie et ainsi contrôler l'augmentation des déchets spatiaux en orbite terrestre."

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Université polytechnique de Madrid

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