in

Ce petit réacteur mis au point par la NASA pourrait alimenter le futur de l’exploration spatiale

Crédits : Los Alamos National Laboratory

Il y a quelques semaines, la NASA testait avec succès son réacteur nucléaire « portable » Kilopower. Une première étape qui pourrait bientôt révolutionner le domaine de l’exploration spatiale, permettant des missions longue durée dans l’espace.

Malgré tous les progrès réalisés ces dernières décennies, la NASA et d’autres agences spatiales devront satisfaire certaines exigences technologiques pour espérer aller “plus loin”. Non seulement une nouvelle génération de lanceurs et de capsules spatiales sera nécessaire, mais de nouvelles formes de production d’énergie seront également obligatoires pour assurer des missions de longue durée vers la Lune, Mars et au-delà. Kilopower, un réacteur de fission nucléaire, pourrait répondre à ces exigences.

En collaboration avec l’Administration nationale de la sécurité nucléaire du ministère de l’Énergie (NNSA), la NASA a récemment présenté avec succès un nouveau système d’alimentation de réacteur nucléaire. Il pourrait effectivement permettre des missions d’équipage de longue durée dans l’espace. La technologie a récemment été dévoilée lors d’une conférence de presse tenue le mercredi 2 mai au centre de recherche Glenn de la NASA. Selon l’agence américaine, ce système électrique est capable de générer jusqu’à 10 kilowatts d’énergie électrique sans interruption pendant dix ans, « assez pour faire fonctionner plusieurs ménages moyens », assure la NASA. « Quatre unités Kilopower fourniraient assez de puissance pour établir un avant-poste sur la Lune ou sur Mars ».

« Une énergie sûre, efficace et abondante sera la clé de la future exploration robotique et humaine, et je m’attends à ce que le projet Kilopower soit une partie essentielle des architectures lunaires et martiennes à mesure qu’elles évoluent », explique Jim Reuter, administrateur adjoint de la NASA. Ce système d’alimentation serait effectivement adapté à la Lune, où la production d’énergie en utilisant des réseaux solaires est difficile en raison de la durée des nuits lunaires – équivalentes à 14 jours sur Terre. En outre, de nombreux plans d’exploration lunaire impliquent des avant-postes de construction dans les régions polaires ombragées en permanence, ou dans des tunnels de lave souterrains stables. Sur Mars, le Soleil est plus abondant, mais soumis au cycle diurne de la planète et à la météo comme avec les tempêtes de poussière.

Crédits : NASA

L’agence a récemment testé un premier prototype. Le système d’alimentation utilisait ici un petit cœur de réacteur solide en uranium 235 et des caloducs passifs au sodium pour transférer la chaleur du réacteur vers des moteurs Stirling à haut rendement, qui convertissent la chaleur en électricité. L’expérience a été menée au site de sécurité nationale du Nevada (NNSA) entre novembre et mars 2017.

En plus de démontrer que le système pouvait produire de l’électricité par fission, le but de l’expérience était également de montrer que le système était stable et pouvait s’adapter à n’importe quel environnement. Pour cette raison, l’équipe a mené l’expérience en quatre phases. Les deux premières phases – menées sans alimentation – ont confirmé que chaque composant du système fonctionnait correctement. Pour la troisième phase, l’équipe a augmenté la puissance pour chauffer le cœur lentement, avant de passer à la phase quatre qui consistait en une période d’essai de pleine puissance de 28 heures. Cette phase a simulé toutes les étapes d’une mission, qui comprenait un démarrage du réacteur, une montée en puissance à pleine puissance, un fonctionnement stable et une mise à l’arrêt.

Tout au long de l’expérience, l’équipe a simulé diverses défaillances du système pour s’assurer que le système continuerait de fonctionner – ce qui incluait des réductions de puissance, des moteurs défaillants et des caloducs défectueux. Le générateur a continué à fournir de l’électricité, prouvant qu’il peut supporter n’importe quelle exploration de l’espace.

Si tout se passe bien, ce nouveau réacteur pourrait permettre des avant-postes humains permanents sur la Lune et Mars dans les années 2020. Il pourrait également offrir un soutien aux missions qui dépendent de l’utilisation des ressources in situ, pour produire de l’hydrazine à partir de sources locales de glace d’eau, ou des matériaux de construction à partir de régolite locale. Ce système de réacteurs pourrait également ouvrir la voie à des fusées reposant sur la propulsion nucléaire-thermique ou nucléaire-électrique, permettant des missions au-delà de la Terre plus rapides et plus rentables.

Source