La NASA et la DARPA ont convenu de développer et de tester un fusée à moteur nucléaire dans l’espace d’ici 2027 (ref.). Un réacteur nucléaire en tant que source d’énergie surpasserait les performances des fusées à carburant chimique et réduirait considérablement les délais prévus pour la première mission humaine sur Mars.
Les moteurs à carburant chimique sont obsolètes
L’humanité a fait d’énormes progrès dans l’exploration et l’exploitation de l’espace au cours des 60 dernières années. Mais en ce qui concerne la propulsion, les fusées actuelles sont fondamentalement les mêmes missiles balistiques allemands V2 de la Seconde Guerre mondiale. Au fil des ans, il y a eu des innovations telles que les voiles solaires ou les propulseurs ioniques. Mais pour les missions avec équipage ou celles qui doivent déplacer des charges utiles, les agences spatiales continuent de s’appuyer sur des fusées à carburant chimique.
Cependant, ce type de fusées présente des problèmes, et le plus grand est qu’ils fonctionnent à leurs limites théoriques. Il suffit de penser que la technologie à carburant chimique a atteint ces limites en 1942. Cela signifie que les missions avec équipage vers la Lune peuvent être limitées, coûteuses et peu nombreuses, tandis qu’une mission sur Mars avec équipage est à la limite de la technologie. Pour surmonter cette barrière, les ingénieurs cherchent une propulsion plus efficace et à haute densité énergétique basée sur la technologie des réacteurs nucléaires.
La NASA a fait une sérieuse tentative de développer un fusée nucléaire pour la dernière fois dans les années 60 avec ses projets Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application (NERVA) et Rover. Mais ceux-ci ont été abandonnés pour faire place à la Mission Apollo. La dernière tentative de l’agence américaine est le programme Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations (DRACO). Le programme a pour tâche de développer un moteur nucléaire capable d’envoyer une mission sur Mars ou de fournir à la US Space Force un moyen d’atteindre la Lune et de se déplacer dans l’espace cislunaire avec un préavis court.
L’énergie nucléaire pour les missions Lune-Mars
Un moteur thermique nucléaire peut chauffer un propulseur à des températures extrêmement élevées pour générer de la poussée. Un tel fusée pourrait avoir une efficacité supérieure à trois fois celle d’un fusée à combustible chimique. Ces propriétés réduiraient les temps de voyage et permettraient un charge utile plus important. Pour une mission vers Mars, cela signifierait moins d’exposition aux rayonnements cosmiques et moins besoin de ravitaillements ou de systèmes de vol excessivement robustes.
Dans la nouvelle collaboration entre la NASA et la DARPA, la Space Technology Mission Directorate (STMD) guidera le développement de la fusée à moteur nucléaire. Le propulseur sera intégré à un véhicule spatial DARPA sous forme d’une étape supérieure qui fonctionnera uniquement dans l’espace. “Avec cette collaboration, nous tirerons parti de notre expérience acquise de nombreux projets antérieurs d’énergie nucléaire et de propulsion spatiale”, a déclaré Jim Reuter, administrateur associé de STMD. “Les matériaux aérospatiaux récents et les progrès en ingénierie ouvrent une nouvelle ère pour la technologie nucléaire spatiale. Cette démonstration de vol sera un résultat important vers la création d’une capacité de transport spatial pour une économie Terre-Lune.”