Berger à faisceau ionique - Ion-beam shepherd

Berger à faisceau ionique (IBS) désorbitant un débris spatial

Un berger à faisceau ionique ( IBS ) est un concept dans lequel l'orbite et / ou l'attitude d'un vaisseau spatial ou d'un corps en orbite générique est modifiée en ayant un faisceau de plasma quasi-neutre heurtant sa surface pour créer une force et / ou un couple sur la cible. Les propulseurs ioniques et plasma couramment utilisés pour propulser les engins spatiaux peuvent être utilisés pour produire un faisceau plasma / ion collimaté et le diriger vers le corps. Le fait que le faisceau puisse être généré sur un vaisseau spatial «berger» placé à proximité de la cible sans fixation physique avec cette dernière offre une solution intéressante pour les applications spatiales telles que l'élimination des débris spatiaux, la déviation des astéroïdes et le transport spatial en général. L' Université technique de Madrid(UPM) explore ce concept en développant des modèles de contrôle analytique et numérique en collaboration avec l'équipe Advanced Concepts de l'Agence spatiale européenne. Le concept a également été proposé indépendamment par la JAXA et le CNES .

Comment ça fonctionne

La force et le couple transmis à la cible proviennent de l'impulsion exercée par les ions plasma (typiquement xénon) qui sont accélérés à quelques dizaines de kilomètres par seconde par un propulseur ionique ou plasma. Les ions qui atteignent la surface cible perdent leur énergie suite à une collision nucléaire dans le substrat du matériau cible. Afin de maintenir une distance constante entre la cible et l'engin spatial berger, celui-ci doit porter un système de propulsion secondaire (par exemple un autre propulseur ionique ou plasma) compensant la force de réaction créée par le faisceau ionique ciblé.

Applications

Le concept a été suggéré comme une solution possible pour l'élimination active des débris spatiaux, ainsi que pour la déviation précise des astéroïdes menaçant la Terre. À l'avenir, le concept pourrait jouer un rôle important dans des domaines tels que la mobilité spatiale, le transport, l'assemblage de grandes infrastructures orbitales et la capture de petits astéroïdes en orbite terrestre.

Contrôle

Les angles de divergence du faisceau des propulseurs ioniques et à plasma, généralement supérieurs à 10 degrés, nécessitent que le berger ne vole pas à plus de quelques diamètres cibles si l'on veut atteindre un chevauchement efficace du faisceau. Le guidage et le contrôle du vol en formation de proximité ainsi que l'évitement des collisions sont parmi les défis technologiques les plus critiques du concept.

Les références

Liens externes