Moteur plasma Rosatom : vers Mars en 1 mois ?

Rosatom nous vend Mars en un mois ou deux. Le secret ? Un moteur à plasma, alimenté par de l’hydrogène chauffé jusqu’à devenir un gaz ionisé, guidé et accéléré par des champs magnétiques. En clair, on électrise de l’hydrogène pour le projeter à des vitesses démentes. Ah, et beaucoup d’optimisme russe.

2400 heures de tests ? Magnifique. Tellement concluant qu’on se demande pourquoi on n’est pas déjà en train de siroter des cocktails sur Phobos. Des “tugs nucléaires” pour 2030, ils disent. On prend les paris sur le retard ? Par “tugs nucléaires”, comprenez remorqueurs spatiaux, des vaisseaux conçus pour tracter cargos et modules entre orbites ou vers Mars, alimentés par un réacteur compact et une propulsion plasma. Un objectif industriel ambitieux, pas encore une réalité opérationnelle.

Alors, est-il possible que nous assistions bientôt à cette aventure spatiale ? Il semble que nous veillions à cela avec soin et enthousiasme.

UN MOTEUR PAS COMME LES AUTRES : DANSER AVEC LA FORCE DE LORENTZ

Adieu, symphonie tonitruante des propulseurs chimiques (enfin, pas totalement). Accueillons l’élégance silencieuse d’un ballet de protons et d’électrons, fouettés par des champs magnétiques. Un bébé de l’Institut de Troïtsk, fruit de six décennies d’une romance parfois tumultueuse avec la magnétohydrodynamique, imaginez les disputes de couple.

Rosatom, avec son réacteur miniature, joue au coiffeur atomique, transformant l’hydrogène en un plasma docile, avant de le balancer sans ménagement à travers la force de Lorentz, cette équation-là F = q (v × B). Résultat ? Des particules projetées à 100 km/s. Tandis que vous roulez tranquillement dans votre Twingo qui, elle, culmine à 0,047 km/s (170 km/h, pour les terriens). Le plasma cité serait donc de l’ordre de 2 100 fois plus rapide. Autant dire qu’elle se traîne, la pauvre. Pour comparaison, les moteurs chimiques plafonnent à 4 ou 5 km/s, en raison des limites physiques inhérentes à la combustion, de quoi atteindre Mars en 6 à 9 mois.

« Vitesses inédites ! » claironne Alexeï Voronov, directeur adjoint de l’Institut de Troïtsk. Enthousiasme touchant, mais soyons pragmatiques. La vraie star, c’est l’impulsion spécifique (Isp), ce rapport cruel entre la poussée et la masse de carburant consommé. La formule ? Isp = F / (ṁ · g₀), où F est la poussée, ṁ le débit massique du propulseur et g₀ la gravité terrestre (l’accélération standard de la pesanteur pour les pointilleux). Ou plus simplement, vitesse d’éjection divisée par la gravité terrestre. Jouissif, non ?

Les moteurs chimiques plafonnent autour de 450 s. Les moteurs plasma annoncés par Rosatom visent 5 000 à 10 000 secondes. Une efficacité stratosphérique, certes, mais avec une poussée digne d’un pet de mouche. Heureusement, dans l’espace, la patience est une vertu. Cette endurance compte plus que la brutalité, quelques newtons bien placés peuvent déplacer des tonnes sur des millions de kilomètres.

Illustration conceptuelle d'un vaisseau spatial équipé d'un moteur plasma Rosatom pour un voyage vers Mars.

Schéma conceptuel d’un moteur à plasma de type VASIMR : le propulseur ionise l’hydrogène avant d’accélérer le plasma grâce à un champ magnétique. Ce principe inspire plusieurs projets, dont celui de Rosatom.

ENTRE RÊVE NUCLÉAIRE ET RÉALITÉ MARTIENNE

L’hydrogène, carburant miracle ? Abondant, léger, facile à ioniser… Le rêve. Mais, surtout, des buses magnétiques qui frôlent les 90% de rendement énergétique. Presque trop beau pour être vrai, c’est pourtant ce qu’avance Rosatom.

Le clou du spectacle ? L’extraire in situ, directement des glaces d’eau martiennes. Une simple unité d’électrolyse alimentée par le réacteur nucléaire du vaisseau, et hop ! Du carburant à gogo. Sauf que… transformer Mars en station-service spatiale à -60°C, tout en gérant la poussière martienne, c’est une autre paire de manches. Sans parler du réacteur nucléaire, véritable cadeau empoisonné pour la géopolitique spatiale (et radiologique aussi bien sûr !).

Malgré tout, Rosatom insiste. Son prototype de 300 kW, en mode pulsé-périodique (parce que continu, c’est trop simple), aurait généré 6 newtons de poussée dans une chambre à vide. Ridicule sur Terre, mais potentiellement révolutionnaire dans le vide. Suffisant pour du fret Terre-Lune, voire, soyons fous, une mission habitée vers Mars. Après tout, le ridicule ne tue pas… enfin, pas tout de suite. Bien que ces résultats sont à considérer comme des revendications de l’entreprise tant qu’ils n’ont pas été validés par des essais indépendants en vol. Cela laisse plutôt rêveur.

Concept de moteur plasma développé par Rosatom pour propulser un vaisseau spatial vers Mars.

Principe d’un propulseur magnéto-plasmadynamique (MPD) : un courant électrique intense, combiné à un champ magnétique, accélère le plasma selon la force de Lorentz “𝐹 = 𝑞(v × 𝐵)”.

La ruée vers l’espace n’est pas un monologue russe. Aux USA, Ad Astra Rocket Company, gonflée par 4 millions de dollars de la NASA (en 2025, on ne mégote pas), peaufine son moteur VASIMR. L’entreprise se concentre sur trois sous-systèmes critiques : la radiofréquence, les aimants supraconducteurs et la structure exosquelettique. L’objectif est d’atteindre le niveau 6 de préparation technologique (TRL-6), seuil symbolique du statut flight-ready.

Il devrait alors être capable de moduler sa vitesse entre 50 et 300 km/s, grâce à un vortex plasma boosté par un réacteur Kilopower, capable de boucler Mars en quelques semaines, si les ingénieurs ne se perdent pas en route. Cela dépend fortement de la disponibilité d’une source électrique compacte, et les chiffres avancés varient selon les études.

Sous la houlette du vétéran Troy Eastin, Ad Astra prépare deux moteurs de 150 kW, dont l’un servira de prototype pathfinder et l’autre de démonstrateur en orbite d’ici 2029. Le programme VF-150 pourrait ainsi marquer la première validation en vol d’une propulsion plasma à haute puissance, conçue pour les transports cislunaires.

La NASA, toujours elle, parie aussi sur le Pulsed Plasma Rocket (PPR), dans le cadre de la phase II du programme NIAC, mise sur une poussée colossale de 100 000 N et un Isp de 5 000 secondes. Un aller-retour express vers Mars en deux mois. Le tout, avec une garantie anti-UV. Un bronzage martien, ça ne s’improvise pas. Mais ce sont des architectures conceptuelles et non des systèmes opérationnels.

SpaceX ? Elon Musk reste fidèle à la chimie pour son Starship. Premier vol martien (sans âme qui vive) en 2026. Du solide, mais un peu tristounet face à ces symphonies ioniques. Certains rêvent d’un hybride, propulsion chimique avec un Raptor pour le décollage (parce qu’il faut bien se sortir du pétrin terrestre et ça fera plaisir à Elon de fournir le moteur), puis plasma pour la croisière interplanétaire.

Coordonner tout ce beau monde ? Aussi simple que de demander à des nations de partager leurs algorithmes sans s’espionner. Théoriquement faisable, pratiquement… comment dire ? C’est comme demander à des superpuissances de partager un café sans se cracher dessus. Heureusement, les idées, ça voyage, même dans un monde où secrets industriels et tensions géopolitiques freinent les élans coopératifs.

MIRAGE OU MARCHE FORCÉE VERS MARS ?

Ce moteur à plasma serait-il le messie spatial ? Peut-être. Ces rivalités Russie-NASA ne sont pas qu’une course à l’ego, elles tissent des avancées. Mais les obstacles sont là. Passer du labo au vide spatial exige des sauts de TRL qui font transpirer les ingénieurs, sans parler des milliards à trouver qui feraient tousser un milliardaire, sans oublier des traités nucléaires à contourner.

Pourtant, les tests russes rapportés affichent de bons résultats d’efficacité, et l’idée d’extraire l’hydrogène sur Mars pour des retours autonomes allume une lueur d’espoir, ou de naïveté, selon le point de vue (on en reparlera quand il faudra changer une pièce par –60 °C, ou pire, en pleine nuit polaire). Malgré tout, ces transits courts réduisent l’exposition aux radiations, ces rayons cosmiques qui comme une pluie invisible érodent os et ADN, et libèrent de l’espace pour du fret, laissant de la place pour plus d’un sac de survie, de quoi faire miroiter l’idée d’un écosystème pour des bases martiennes. ISRU, habitats, fret, secours… tout cela représente des décennies et des milliards.

Rosatom vise 2030 pour des « tugs » opérationnels. L’histoire nous enseigne que les plannings sont faits pour être pulvérisés. Cela dit, le récit des événements spatiaux nous incite à rester prudents vis-à-vis des calendriers et à prêter attention aux véritables ruptures technologiques. Si ça marche, Mars sera une simple escale. Jupiter et ses lunes glacées, Saturne et ses anneaux bling-bling, le nuage d’Oort et ses confins obscurs… tout deviendra accessible. La vraie limite, alors ? L’humain.

Aurons-nous le cran (et la cervelle) de plonger dans ce plasma de promesses sans y laisser nos plumes ? La question reste en orbite. D’ici là, gardez un œil sur le ciel, et peut-être qu’un jour, vous raconterez à vos amis comment vous avez vu Mars de vos propres yeux, en un mois à peine. Une photo souvenir sur Olympus Mons, ça vous tente ?