Le Propulseur à Plasma de Tohoku: Une Nouvelle Ère pour la Gestion des Débris Spatiaux

Face à l'augmentation alarmante des débris spatiaux en orbite terrestre basse (LEO), l'Université de Tohoku au Japon a présenté en septembre 2025 une technologie de propulsion au plasma novatrice. Cette avancée vise à offrir une solution pour désorbiter en toute sécurité les objets dangereux, réduisant ainsi le risque de collisions catastrophiques.

Le professeur associé Kazunori Takahashi, de la Graduate School of Engineering de l'Université de Tohoku, a développé un propulseur à plasma électrodless à éjection bidirectionnelle. Ce système unique projette du plasma dans deux directions opposées: une dirigée vers le débris cible pour le ralentir, et l'autre en sens inverse pour stabiliser le satellite d'intervention. Cette configuration permet au satellite de maintenir sa position tout en appliquant une force de décélération au débris, sans être déstabilisé par la poussée.

Les expériences en laboratoire ont démontré la capacité de ce propulseur à générer une force de décélération d'environ 25 milli-Newtons (mN) pour une puissance d'entrée de 5 kilowatts (kW). Cette performance est proche des 30 mN estimés nécessaires pour désorbiter un objet d'une tonne et d'un mètre de diamètre en 100 jours. Contrairement aux systèmes de contact direct tels que les bras robotiques ou les filets, cette technologie évite les risques d'emmêlement avec des débris en rotation incontrôlée.

Un avantage notable de cette technologie réside dans son potentiel d'utilisation de l'argon comme propergol, un gaz plus économique et abondant que le xénon traditionnellement employé dans certains systèmes de propulsion électrique. De plus, l'intégration d'un champ magnétique dit « cusp » permet de confiner et de diriger le plasma plus efficacement, triplant ainsi la force de décélération par rapport aux conceptions antérieures.

Bien que prometteuse, cette technologie nécessite encore des recherches et développements pour surmonter les défis liés à l'expansion du plasma dans l'espace et à la mise à l'échelle du système. Les futures expérimentations dans de grandes chambres de simulation spatiale et des démonstrations orbitales seront des étapes cruciales. Si elle est déployée avec succès, cette technologie pourrait offrir une solution évolutive, sûre et rentable pour atténuer la menace croissante des débris spatiaux, garantissant ainsi la pérennité des activités humaines dans l'espace.

En France, la loi relative aux opérations spatiales a été mise à jour en 2024 pour imposer aux satellites français en orbite basse de rentrer dans l'atmosphère au bout de 25 ans, une mesure pionnière visant à limiter la prolifération des débris.