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Espace : une fusée nucléaire pour envoyer les astronautes sur Mars plus rapidement

D’ici 2035, la NASA veut envoyer des astronautes sur Mars.Néanmoins, atteindre la planète rouge à une distance moyenne de 225 millions de kilomètres n’est pas chose aisée.

Plus froide que l’Antarctique et dépourvue d’oxygène, Mars est une planète hostile. Plus le voyage est long et plus les astronautes s’exposent aux risques des voyages spatiaux. C’est pourquoi les scientifiques s’efforcent de trouver un moyen de réduire le temps de trajet. Une compagnie basée à Seattle, Ultra Safe Nuclear Technolgies (USNC-Tech) a proposé une solution : un moteur à propulsion nucléaire thermique (NTP) qui permettrait de faire le trajet Terre – Mars en à peine 3 mois.

Image 1 : Espace : une fusée nucléaire pour envoyer les astronautes sur Mars plus rapidement
Concept de fusée NTP. Source : NASA

À l’heure actuelle, le voyage le plus court pour un vol non habité est de sept mois. Avec une équipe à bord, on estime à neuf mois le temps de trajet. Michael Eades, directeur de l’ingénierie d’USNC-Tech, déclare qu’une fusée à propulsion nucléaire est plus puissante et deux fois plus efficace qu’une propulsion chimique classique. Cela signifierait voyager plus vite et plus loin en consommant moins de carburant.

Mars : les défis à relever pour permettre l’aller-retour en toute sécurité d’un vol habité

« La technologie nucléaire étendra la portée de l’humanité au-delà de l’orbite basse terrestre et dans l’espace lointain, » déclare-t-il à CNN. Cela permettrait également, toujours selon ses déclarations, d’ouvrir l’espace à des opportunités commerciales galactiques.

Des voyages spatiaux plus rapides

Aujourd’hui, les fusées sont propulsées par des moteurs chimiques. Celles-ci pourraient vous amener sur Mars, mais cela prendrait au moins trois ans pour un aller-retour selon Jeff Sheehy, ingénieur en chef de la direction des missions de technologie spatiale de la NASA.

La NASA veut voyager plus vite pour limiter le temps passé par l’équipage dans l’espace. Cela permettrait de réduire le temps d’exposition aux radiations spatiales qui peuvent causer des problèmes de santé comme le mal des rayons, risques accrus de cancer de la peau, atteinte au système nerveux central ou encore des maladies dégénératives. De plus, « plus longtemps vous êtes partis, plus grandes sont les chances que les choses tournent mal, » ajoute-t-il.

D’où le regain d’intérêt pour la propulsion nucléaire. Un système NTP utilise un réacteur nucléaire pour générer de la chaleur à partir d’uranium. Cette énergie chauffe un liquide propulsif, souvent de l’hydrogène liquide, qui se détend en gaz dans la tuyère et génère une poussée.

Une fusée équipée d’un moteur à propulsion nucléaire produira deux fois plus de poussée par unité de liquide propulseur qu’un système à réaction chimique. Cela revient à dire « le double de miles par gallon » selon Sheehy. Avec cette technologie, les astronautes pourraient faire l’aller-retour en moins de deux ans.

Le défi du moteur à propulsion nucléaire

L’un des plus grands challenges à la réalisation de ce mode de propulsion est de trouver un carburant à base d’uranium capable de résister aux chaleurs extrêmes présentes à l’intérieur d’un réacteur nucléaire.

USNC-Tech affirme avoir résolu le problème en créant un carburant capable de fonctionner jusqu’à 2700 K ( un peu plus de 2400 °C). Le carburant contient du carbure de silicium, un matériau utilisé dans le blindage des chars et qui forme une barrière étanche aux gaz, empêchant la fuite de produits radioactifs et protégeant ainsi les astronautes.

Le projet a été présenté conjointement avec d’autres entreprises qui développent des projets similaires. Bien que Sheehy ne fera pas de commentaires sur les spécificités de chaque conception, il a déclaré que les développements montrent que le moteur nucléaire est réalisable et qu’ils constitueraient « un bon choix pour l’exploration humaine de Mars ».

Le nucléaire est-il une option sûre ?

Des missions plus courtes signifient moins d’expositions aux radiations spatiales, mais il reste le problème des radiations du moteur lui-même.

Cela peut être réglé par le design de la fusée en elle-même selon Eades. Le liquide propulsif, stocké entre le moteur et l’équipage, bloque déjà une grande partie des radiations, agissant comme un « excellent bouclier anti radiation », déclare-t-il.

La distance entre l’équipage et le réacteur fournit une couche de protection supplémentaire, selon Sheehy, et toutes les conceptions de NTP placent les quartiers d’habitations à l’autre extrémité de la fusée par rapport au réacteur. Pour protéger les personnes au sol, un vaisseau spatial NTP ne décollerait jamais directement de la Terre. Une fusée classique la hisserait en orbite et seulement à ce moment la fusée déclencherait sa propulsion nucléaire.

Si une catastrophe survient et que le réacteur explose, les pièces ne retomberaient pas avant plusieurs dizaines de milliers d’années sur une planète quelconque, aux dires de Sheehy. Pendant ce temps, toutes substances radioactives auraient le temps de perdre leur dangerosité.

L’exploration de l’espace lointain

Bien que l’objectif actuel d’UNSC-Tech soit de réaliser un voyage simple en cinq à neuf mois, la technologie nucléaire a le potentiel de réduire le temps de trajet de la Terre à Mars à seulement 90 jours, selon Eades. Ces voyages plus rapides ouvrent un tas de possibilités. UNSC-Tech développe sa technologie pour des agences gouvernementales comme la NASA et le département de la défense, mais aussi pour un marché commercial.

La compagnie déclare que ce concept pourrait donner un coup de pouce au tourisme spatial, mais aussi fournir un service rapide de logistique orbital comme le transport de satellite ou amener des appareils capables de réaliser des maintenances de satellite dans l’espace.

Sheehy est d’accord sur le fait que la propulsion NTP est la clé de l’exploration spatiale, mais met en garde sur le fait que la technologie ne pourrait être utilisable à grande échelle que d’ici une vingtaine d’années. De nombreux tests et démonstrations devront avoir lieu avant de pouvoir envoyer un équipage sur Mars dans une fusée NTP.

« Personne n’a encore piloté de propulsion nucléaire », dit-il. « Je pense qu’il va falloir voler plusieurs fois avant que quelqu’un vende des billets. »

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