La Nasa veut développer des fusées à propulsion nucléaire pour la conquête de Mars

[duJambon]

Quelques mois à peine après le premier décollage réussi du programme lunaire Artemis, la Nasa envisage déjà la suite de la conquête spatiale. En collaboration avec le Pentagone, l’agence américaine ambitionne de développer d’ici à 2027 des fusées à propulsion nucléaire, afin notamment de raccourcir le temps de voyage vers la planète Mars.

Cette nouvelle technologie combine la propulsion nucléaire thermique (NTP) et la propulsion nucléaire électrique (NEP) et utilise un « cycle de topping de rotor à ondes ». Le concept a été sélectionné dans le cadre du programme Innovative Advanced Concepts de la NASA (NIAC) pour 2023 ; il a été présenté par le professeur Ryan Gosse, responsable du programme hypersonique à l’Université de Floride et membre de l’équipe Florida Applied Research in Engineering (FLARE). Gosse et son équipe bénéficie d’une subvention de 12 500 dollars pour aider à la maturation de cette technologie.

Cette technologie de propulsion nucléaire bimodale, en théorie, permettrait d’atteindre Mars en 45 jours au lieu de 6 à 9 mois, ce qui réduirait considérablement la masse à mettre sur orbite et limiterait grandement les problèmes de santé des futurs martiens (radiations, micro-gravité).

Les deux types de propulsion mis en jeu ici ont tous deux déjà été testés et validés. La NTP utilise un réacteur nucléaire pour chauffer un fluide propulsif (de l’hydrogène liquide), qui est ensuite expulsé sous forme de gaz via une tuyère pour fournir la poussée. Quelques prototypes ont été testés sur le sol américain (dans le cadre du programme NERVA) et soviétique (moteur RD-0410), mais aucune fusée à NTP n’a jamais volé. Le programme NERVA (Nuclear Engine for Rocket Vehicle Applications) a pris fin en 1973 lorsque la NASA a été contrainte de réviser son budget à la baisse ; les Soviétiques ont mis fin à leur programme en 1980.

La NEP repose quant à elle sur un réacteur nucléaire, qui fournit de l’électricité à un propulseur à effet Hall (moteur ionique) ; celui-ci génère un champ électromagnétique qui ionise et accélère un gaz inerte (comme le xénon) pour créer une poussée. Les deux approches sont beaucoup plus efficaces que la propulsion chimique classique : elles offrent une impulsion spécifique (Isp) plus élevée, un meilleur rendement énergétique et une densité d’énergie pratiquement illimitée, explique Universe Today.

À noter que l’énergie nucléaire est au cœur de plusieurs autres projets de la NASA. Parmi eux, le Kilopower Reactor Using Sterling Technology (KRUSTY), un petit système d’alimentation à fission léger, capable de fournir jusqu’à 10 kilowatts d’énergie électrique en continu pendant au moins 10 ans. Testé avec succès de novembre 2017 à mars 2018 dans le Nevada, le Kilopower pourrait devenir « un élément essentiel des architectures électriques lunaires et martiennes à mesure qu’elles évoluent », a déclaré Jim Reuter, administrateur associé de la NASA pour la Direction des missions de technologie spatiale.

Le projet porté par Theresa Benyo, chercheuse principale du projet de fusion par confinement de réseau au centre de recherche Glenn de la NASA, fait lui aussi partie de la sélection NIAC 2023 : il s’agit d’un réacteur nucléaire hybride de fusion et de fission rapide, conçu pour faire fondre les épaisses croûtes de glace des mondes gelés que sont Cérès, Encelade, Pluton ou encore Europe, afin d’explorer les océans d’eau liquide qui se trouvent en dessous.

Source pour abonnés: https://www.usinenouvelle.com/editorial/la-nasa-veut-developper-des-fusees-a-propulsion-nucleaire-pour-mieux-partir-a-la-conquete-de-mars.N2092891

Autre source: https://trustmyscience.com/nasa-projet-fusee-propulsion-nucleaire-pourrait-atteindre-mars-45-jours/

La NASA utilise-t-elle l’énergie nucléaire ?
Depuis 1961, la NASA a effectué plus de 25 missions transportant un système d’énergie nucléaire grâce à un partenariat fructueux avec le Département de l’énergie (DOE), qui fournit les systèmes d’alimentation et le combustible au plutonium-238.

Y a-t-il un réacteur nucléaire dans l’espace ?
Bien que de nombreux orbiteurs, sondes spatiales et rovers martiens fonctionnent avec des batteries radio-isotopes alimentées au plutonium, les États-Unis n’ont jamais lancé qu’un seul réacteur à fission nucléaire dans l’espace, appelé SNAP-10, en 1965

[Pollux]

Quelques explications complémentaires en début de vidéos.

[Guardian]

Très intéressant de voir les choix qui se font actuellement, cela fait tout de même des dizaines d’années que plusieurs modes de propulsions sont en développement avec +/- de succès mais c’est la première fois que je lis cette combinaison.
Ayant laissé le sujet de côté depuis quelques temps par manque de progrès/intérêt voilà qui relance ma curiosité sur le sujet.
Merci pour ces infos @duJambon & @Pollux