Fusées à plasma utilisez la puissance du plasma pour générer une poussée et propulser un vaisseau spatial dans l'espace. Le plasma est un état de la matière composé de particules chargées positivement et négativement, non liées les unes aux autres. Lorsqu’un courant électrique traverse le plasma, ces particules chargées sont accélérées, créant une force qui peut être utilisée pour propulser un vaisseau spatial.

Les fusées à plasma utilisent des électrodes pour générer du plasma, puis utilisent des champs magnétiques pour contrôler le flux du plasma et le diriger dans une direction spécifique. Les lignes de champ magnétique agissent comme un canal ou une buse qui confine et dirige le plasma, permettant une conversion efficace de l'énergie électrique en énergie cinétique.

Les performances des fusées à plasma sont déterminées par plusieurs facteurs, notamment la puissance du courant électrique, la force du champ magnétique et le propulseur utilisé. Les gaz propulseurs couramment utilisés dans les fusées à plasma sont l'hydrogène, l'hélium, l'argon et le xénon. Le choix du propulseur affecte l'impulsion spécifique et l'efficacité de la fusée.

Les fusées à plasma offrent plusieurs avantages par rapport aux fusées chimiques traditionnelles. Ils ont le potentiel d'une impulsion spécifique plus élevée, ce qui signifie qu'ils peuvent produire plus de poussée par unité de propulseur, ce qui se traduit par un meilleur rendement énergétique. Les fusées à plasma sont également capables d'impulsions spécifiques variables en modifiant la puissance absorbée ou l'intensité du champ magnétique, permettant un contrôle précis de la trajectoire du vaisseau spatial.

De plus, les fusées à plasma produisent de très faibles niveaux de pollution par les gaz d’échappement par rapport aux fusées chimiques, ce qui les rend respectueuses de l’environnement. Puisqu’ils ne nécessitent pas de processus de combustion à haute température, ils génèrent des vibrations minimes, ce qui peut être bénéfique pour les charges utiles sensibles ou les instruments scientifiques à bord du vaisseau spatial.

Malgré leurs avantages, les fusées à plasma présentent également certains défis qui doivent être relevés pour des applications pratiques. L’une des limites réside dans la consommation électrique élevée, ce qui signifie qu’ils ont besoin d’une quantité importante d’énergie électrique pour fonctionner efficacement. Un autre défi réside dans la complexité technique et la durabilité des électrodes, des bobines de champ magnétique et d’autres composants exposés à l’environnement hostile du plasma.

Malgré ces défis, d’importants efforts de recherche et développement sont en cours pour améliorer l’efficacité, la fiabilité et la durée de vie des fusées à plasma. Ils sont prometteurs pour permettre de futures missions spatiales qui nécessitent une efficacité élevée et un contrôle précis, telles que les voyages spatiaux de longue durée, l'entretien des satellites, les dépôts de propulseurs ou les missions d'exploration et de retour d'échantillons de planètes ou de lunes lointaines.