Le Centre Keldysh a développé des moteurs à plasma haute puissance pour les planètes lointaines

Les moteurs KM-50M et ID-750 fonctionnent au xénon et au krypton, des gaz inertes idéaux pour un stockage à long terme et une utilisation dans l'espace.

Les ingénieurs ont développé ces moteurs en collaboration avec des collègues de l'Institut d'innovation et de recherche sur la fusion de Troïtsk.

Rosatom était le client. Ces moteurs seront utilisés dans des modules de transport et de puissance destinés aux voyages interplanétaires, notamment vers la Lune, Mars et l'espace lointain.

Le premier moteur est le moteur à effet Hall KM-50M. Lors de son développement, les ingénieurs ont utilisé une technologie de blindage magnétique, ce qui lui a permis d'atteindre une durée de vie de plus de 20 000 heures. Le KM-50M fonctionne au xénon et au krypton, des gaz inertes idéaux pour un stockage à long terme et une utilisation dans l'espace.

Le Centre Keldysh souligne les performances record de ce moteur : le KM-50M développe une puissance de 50 kW ; avec du xénon, sa poussée atteint 1,5 N et une impulsion spécifique de 3 800 s, tandis qu'avec du krypton, sa poussée est de 1,6 N et une impulsion spécifique de 4 200 s.

Le Centre Keldysh a déjà réalisé ses essais à chaud en 2024. Le moteur a subi des essais en chambre à vide, notamment en tant qu'élément d'un module de quatre moteurs, confirmant ainsi sa capacité à être utilisé en cluster.

Le deuxième moteur est le moteur ionique ID-750. Selon ses développeurs, ses performances sont encore supérieures. Sa puissance est de 80 kW et la vitesse d'échappement du plasma varie de 80 à 100 kilomètres par seconde (selon le propulseur). Sa durée de vie est supérieure à 50 000 heures.

Ces performances ont été obtenues grâce aux composites carbone-carbone du système d'accélération ionique. Le moteur a également subi des essais à chaud : il a été testé en tant qu'élément d'un module de trois moteurs dans des conditions proches de l'espace.

Le fonctionnement de moteurs à plasma aussi puissants nécessite une source d'énergie adaptée.

Le système repose sur une turbine à grande vitesse qui convertit l'énergie nucléaire thermique en énergie électrique. La turbine tourne à 60 000 tr/min et la température des gaz d'admission atteint 1 200 K. Ce réacteur compact produit l'énergie nécessaire aux propulseurs à plasma.

Quand le premier moteur-fusée électrique à plasma sera-t-il été utilisé ?

« Ces systèmes pourraient constituer la base des futurs systèmes de transport interorbital », a souligné Vladimir Koshlakov, directeur général du Centre Keldysh. « Nous les considérons comme une solution clé pour le transport de marchandises et d'expéditions vers l'orbite lunaire, Mars et même les planètes lointaines du Système solaire. La Russie est traditionnellement un leader dans la technologie des fusées électriques, et ces nouveaux prototypes confirment cette position.»

Les ingénieurs du MAI ont précédemment présenté un nouveau développement : une machine à mouvement quasi perpétuel, le HT-1000, fonctionnant grâce à l'effet Hall.

Source: Karolina Zhoulkarnayeva/ProKosmos; Crédits photographiques: Centre Keldysh