Une nouvelle ère de l’exploration spatiale s’ouvre. Avec le renouvellement 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 un moyen de réduire le temps de voyage spatial grâce à la propulsion nucléaire.
L’un des plus grands défis de la création d’un mission martiennemission martienne c’est le temps du voyage. Avec les technologies d’entraînement à carburant actuelles fluidefluide, il est possible d’y parvenir en au moins six mois. Pour une mission habitée, cela reste un enjeu critique tant pour la santé physique que mentale astronautesastronautes (en particulier l’exposition aux radiations) et il se ferme immédiatement porteporte à une exploration habitée plus lointaine dans Système solaireSystème solaire.
Puisque nous n’aurons pas dans un proche avenirUSS Entreprise ou alors Faucon MilleniumCependant, nous devons trouver un moyen de réduire drastiquement le temps de trajet des astronautes vers la planète rouge sans alourdir le navire en chargeant des dizaines de tonnescarburantcarburant liquides. La propulsion nucléaire est une solution très rentable.
Relance de la course aux moteurs nucléaires
La première course à cette technologie a eu lieu pendant la guerre froide, après quoi les programmes ont été arrêtés. Ces dernières années, cependant, la Russie, la Chine et les États-Unis ont de nouveau 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. Programme Niac Programme — Concepts avancés innovants de la NASA – est dans sa première phase de collecte de concepts et d’accompagnement de leur maturation avant de passer à des phases 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. Cet échauffement intense fait passer l’hydrogène à l’état gazeux, ce qui augmente considérablement pressionpression qui est rectifié par busebuse. La poussée générée est très efficace. Le concept a été étudié par la NASA et les États-Unis AirAir Le pouvoir des années 1950 et l’URSS de 1965 à 1980.
Le variateur NEP est basé sur un réacteur nucléaire qui alimente en électricité le moteur ionique (hélices avec effet Halleffet Hall). Cela génère une Champ électromagnétiqueChamp électromagnétique qui accélère les particules gazgaz créer un mouvement. Le gaz généralement utilisé est XénonXénon.
Le saviez-vous ?
L’énergie nucléaire est utilisée dans l’espace depuis des décennies ! Des batteries atomiques 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 martiens Curiosity et Perseverance, qui fonctionnent sans panneau solaire !
Combiner ces deux propulsions pour une même mission permet d’être plus flexible dans la poussée souhaitée. Le voyage interplanétaire nécessite à la fois de grands déplacements (départ et arrivée dus au freinage) et de petites corrections de trajectoire. De plus, pour le confort des astronautes, la poussée ne doit pas être trop forte. En revanche, ils doivent pouvoir durer plus longtemps. Par exemple, le concept CIP peut maintenir la traction pendant près de trois heures.
Une innovation qui réduit le temps de trajet à 45 jours
Sélectionné dans la Phase I du programme Niac de la NASA, le concept ” NTP/NEP bimodal avec cycle de topping à rotor ondulé proposé par le professeur Ryan Goose, responsable du programme Hypersonics à l’Université de Floride, suggère l’ajout d’un compresseur à ondes de pression. Le compresseur, relié au moteur NTP, utilise la pression générée par le chauffage LH2LH2 pour le comprimer encore plus, augmentant ainsi 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 peut réduire le temps de trajet vers Mars à 45 jours.
