Une nouvelle ère de l’exploration spatiale s’ouvre. Avec la relance du programme lunaire Artemis de la NASA, nos yeux sont également tournés vers Mars, avec une mission habitée dans un futur proche, à l’horizon des années 2030. Si SpaceX propose son vaisseau spatial, la NASA étudie comment réduire le temps de voyage dans l’espace grâce à la propulsion nucléaire.
L’un des plus grands défis est un mission martiennemission martienne le temps de trajet. Avec les technologies actuelles de propulsion à carburant liquideliquide, cela peut être réalisé en au moins six mois. Pour une mission habitée, cela reste un problème fondamental d’un point de vue physique et mental astronautesastronautes (en particulier l’exposition aux rayonnements) et cela ferme immédiatement le porteporte pour une exploration habitée plus lointaine système solairesystème solaire.
Étant donné qu’il n’y aura pas dans un proche avenir deUSS Entreprise obsession Faucon Milleniumcependant, nous devons trouver un moyen de réduire considérablement le temps que les astronautes voyagent vers la planète rouge sans des dizaines de tonnespropulseurspropulseurs liquides. La propulsion nucléaire est une solution très intéressante.
Le renouveau de la course aux moteurs nucléaires
Le premier concours pour cette technologie a eu lieu pendant la guerre froide, puis les programmes ont été arrêtés. Cependant, ces dernières années, la Russie, la Chine et les États-Unis ont rejoint ces projets. Les NasaNasa redémarré le programme de propulsion nucléaire bimodale, liantliant à la fois un système de propulsion thermique nucléaire (NTP) et un système de propulsion électrique nucléaire (NEP).
L’objectif est d’atteindre Mars en 100 jours au lieu de 180 aujourd’hui. Le programme programme Niac — Les concepts avancés innovants de la NASA – est dans la première phase, à savoir rassembler et accompagner la maturation des concepts avant de passer à des étapes plus concrètes.
Rassemblement nucléaire thermique et nucléaire électrique
Ce sont les deux concepts de propulsion nucléaire qui ont été étudiés jusqu’à présent. Le NTP est basé sur un propulseur classique avec de l’hydrogène liquide (LH) comme propulseur.2), qui serait chauffé par un réacteur nucléaire embarqué. À la suite de ce chauffage puissant, l’hydrogène se transforme en un état gazeux, ce qui augmente considérablement la pressionpression lequel à busebuse. La poussée générée est très efficace. Le concept a également été étudié par la NASA et les États-Unis AirAir Force à partir des années 1950 et par l’Union soviétique de 1965 à 1980.
La propulsion NEP est basée sur un réacteur nucléaire qui alimente en électricité un moteur ionique (hélice). effet Halleffet Hall). Il génère la Champ électromagnétiqueChamp électromagnétique qui accélère ses particules gazgaz pour créer une poussée. Le gaz couramment utilisé XénonXénon.
Le saviez-vous ?
L’énergie nucléaire est utilisée dans l’espace depuis des décennies ! Des cellules nucléaires alimentent plusieurs sondes, comme Voyager 1 ou Cassini, car leur éloignement du Soleil ne leur permettait pas d’avoir suffisamment d’énergie solaire. C’est aussi le cas des rovers Curiosity et Perseverance, qui fonctionnent sans panneaux solaires !
La combinaison de ces deux moteurs en une seule mission permet de rendre la poussée requise plus flexible. En effet, un voyage interplanétaire nécessite de grosses poussées (départ et arrivée au freinage), mais aussi de petites corrections de trajectoire. De plus, pour le confort des astronautes, la poussée ne peut pas être trop forte. En revanche, il devrait durer plus longtemps. Par exemple, un concept CIP peut maintenir la poussée pendant près de trois heures.
L’innovation qui réduit le temps de trajet à 45 jours
Concept sélectionné pour la Phase I du programme Niac de la NASA” NTP/NEP bimodal avec cycle de charge du rotor à ondes Le professeur Ryan Goose, responsable du programme Hypersonics à l’Université de Floride, a suggéré d’ajouter un compresseur à ondes de pression. En liaison avec le moteur NTP, le compresseur utilise la pression générée par le réchauffeur LH2LH2 pour le comprimer encore plus et ainsi augmenter encore la poussée. La poussée est également améliorée avec le moteur CIP. Selon Goose, l’ajout de ce compresseur à un système bimodal combinant NTP et CIP pourrait réduire le temps de voyage vers Mars à 45 jours.
