Quels sont les moyens proposés pour les voyages interplanétaires?
Il existe trois moyens de déplacement interplanétaires proposés qui retiennent le plus l’attention: les fusées bipropellantes à liquide, les moteurs électriques, notamment le moteur ionique ou le propulseur ionique, et le plus expérimental (mais extrêmement prometteur) VASIMR, une fusée à magnétoplasma à impulsion spécifique variable, qui utilise les ondes radio et les champs magnétiques pour accélérer un propulseur. Ces systèmes de propulsion interplanétaires ont une vitesse d’échappement (vitesse maximale) de 3 à 5 km / s, 30 à 50 km / s et 10 km / s à 300 km / s, respectivement. L'impulsion spécifique (miles par gallon, en gros) va à une échelle similaire. Pour sortir de la surface de la planète au départ, on utilise souvent des boosters solides.
Les fusées bipropellantes ont été largement utilisées tout au long du programme spatial. Elles ont emmené des hommes sur la Lune et ont été utilisées comme principal moyen de transport interplanétaire pour les satellites. Les moteurs ioniques sont nouveaux et n'ont été testés pour la première fois dans l'espace qu'en 1998, à bord du Deep Space I. Les moteurs VASIMR sont encore plus récents et n'ont été testés qu'au sol. Les premiers tests en orbite devraient avoir lieu en 2010.
Les fusées bipropellantes sont préférables aux propulseurs solides pour les manœuvres interplanétaires pour plusieurs raisons, la plus évidente étant que les fusées bipropellantes peuvent être activées et désactivées, tandis que les fusées solides sont une affaire à un coup. Ils offrent également une impulsion spécifique améliorée et une vitesse maximale. L’inconvénient est qu’elles coûtent plus cher que les roquettes solides en raison des machines de pompage. Les fusées à propulsion solide fonctionnent selon le principe du "tire et oublie", tout comme les fusées à bouteille - vous les allumez, elles tirent et c'est tout. Les roquettes bipropellantes comportent beaucoup plus de pièces mobiles. Pourtant, pour la propulsion interplanétaire, ils sont généralement considérés comme standard. Ces fusées combinent un carburant et un oxydant à haute pression en utilisant des pompes turbopompes pour produire une poussée.
Les moteurs ioniques fonctionnent de la même manière que les accélérateurs de particules: ils ionisent une substance, généralement l’argon, le mercure ou le xénon, et l’accélèrent par une buse utilisant un puissant champ électrique. Ceci tire parti du rapport charge / masse des ions pour produire une poussée. Les moteurs à ions sont exclusivement destinés aux voyages interplanétaires, car ils produisent bien trop peu de poussée pour remonter du champ de gravité de la Terre. Contrairement aux moteurs ioniques décrits dans Star Wars, il faut plusieurs semaines, voire plusieurs mois, pour atteindre de véritables moteurs ioniques, mais leur impulsion spécifique et leur vitesse maximale sont très élevés par rapport aux fusées classiques, ce qui les rend attrayantes.
VASIMR est le système de propulsion interplanétaire proposé le plus avancé, mais tout à fait réalisable. Comme indiqué précédemment, le système utilise des ondes radio et des champs magnétiques pour accélérer un propulseur, généralement l'hydrogène. Un "étranglement" induit magnétiquement permet un jet variable, d'où la composante d'impulsion spécifique variable de l'acronyme VASIMR. Ces systèmes sont les plus prometteurs, capables d’accélérer continuellement et de réduire le voyage sur Mars d’année à 8 mois environ. Le VASIMR a été développé à l’origine lors de recherches sur la fusion nucléaire.