Là NASA et le Ministère de l’Énergie (DOE) des États-Unis a signé un accord sur développement et l’utilisation deénergie nucléaire pour le prochain exploration spatiale qui servira à la fois bases lunaires au pôle Sud que pour les longs voyager sur Mars. Le développement est coordonné par Bureau du réacteur spatialun nouveau département récemment activé à la NASA, qui concentre l’autorité et les fonds nucléaires spatiaux dans une seule structure.
La NASA veut utiliser l’énergie nucléaire dans l’espace deux projets spécifiques qui partagera une partie du matériel et du combustible à base d’uranium. Le premier est Réacteur lunaire-1 (LR-1), un système de fission nucléaire de surface créée d’ici 2030 et qui sera utilisée pour les missions de colonisation lunaire et destinée à alimenter le base lunaire au pôle Sud de notre satellite naturel, attendu comme phase finale de Programme Artémis de la NASA.
La seconde s’appelle Liberté du réacteur spatial-1 (SR-1) et est un véhicule électrique nucléairec’est-à-dire un réacteur qui produit de l’électricité et alimente des propulseurs qui pousseront un vaisseau spatial vers Mars.
L’agence spatiale américaine a accéléré les temps sur le développement et l’utilisation de l’énergie nucléaire comme source d’énergie pour les missions spatiales raison purement géopolitique: le but est d’obtenir le primauté comme première nation qui pourra construire le premier base humaine sur la Lune. Même le Chine (en coopération avec Russie) s’oriente d’ailleurs vers cet objectif, en envisageant d’utiliser un réacteur sur la Lune pour alimenter sa station de recherche.
Bref, la NASA tente d’accélérer ses deux programmes spatiaux phares, les bases lunaires et les premières missions humaines sur Mars, pour rechercher battre la Chine et maintenir la primauté spatiale dans la future exploration spatiale.
Pourquoi nous avons besoin d’un réacteur à fission pour les bases lunaires du pôle Sud
Il y a deux raisons principales pour lesquelles un réacteur nucléaire pour bases lunaires c’est très utile. La première est que le nuit lunaire qui dure environ 14 jours terrestrespendant laquelle les panneaux photovoltaïques ne produisent rien. Le réacteur serait donc utilisé pour produire facilement de l’énergie, étant donné que le piles ils n’auraient pas la capacité assez pour alimenter une base aussi longtemps en continu.
La deuxième raison me concerne cratères dans l’ombre permanente du pôle Sud, où il pourrait y avoir glace à l’eau qui pourrait être utilisée comme ressource pour les bases humaines. À l’intérieur de ces cratères, en effet, le La lumière du soleil ne vient jamais et l’énergie nucléaire garantirait l’accès à une ressource énergétique permanente dans ces zones autrement inexplorable.
Un réacteur à fission nucléaire est donc conçu pour fournir de l’énergie pendant les longues nuits lunaires, permettant ainsi maintenir activer les habitats de l’IE systèmes de surviecommunications, rovers et équipements scientifiques.
Lunar Reactor-1 est la dernière étape du programme nucléaire spatial de la NASA, en fait commencé dans les années 1960 et qui, au fil des années, a subi des changements continus. En fait, la recherche américaine sur les réacteurs nucléaires spatiaux a commencé dans ces années-là avec SNAP-10Ale premier réacteur à fission américain dans l’espace. En 2015, la NASA a lancé le programme Kilopuissance, culminant en 2018 avec l’expérimentation KRUSTY (Kilopower Reactor Using Stirling Technology), qui a démontré la faisabilité des petits réacteurs pour les futures missions lunaires.
Puis, en 2021, naît le programme Fission Surface Power qui prévoit de construire un réacteur 40 kilowatts. En 2025, l’objectif est passé à au moins 100 kilowatts, avec l’ambition d’installer un réacteur nucléaire sur la Lune d’ici 2030.
Bref, le Le programme LR-1 est la pièce finale de ce long programme de développement. LR-1 prédit qu’un seul réacteur peut fournir au moins 20 kilowatts d’électricitémême après les avoir transportés jusqu’à un kilomètre jusqu’à la surface, et au moins cinq ans de fonctionnement continu à pleine puissance sans entretien.
Un réacteur à fission comme celui en cours de développement avec LR-1 utilisera des noyaux de de l’uranium pour produire de la chaleur. La chaleur sera ensuite transformée en électricité et l’excédent sera évacué dans l’espace équipé de radiateurs. Le carburant utilisé sera Uranium 235 de type HALEUacronyme utilisé pour indiquer un type de uranium enrichi entre 5% et 20%plus concentré que celui des centrales civiles mais inférieur à 20 %, seuil au-delà duquel il est considéré comme fortement enrichi.
L’énergie nucléaire sera également utilisée pour les missions interplanétaires
Liberté du réacteur spatial-1 (SR-1) deviendra plutôt le première mission interplanétaire de la NASA avec à son bord un réacteur nucléaire pour alimenter les propulseurs du vaisseau spatial, qui, selon les plans actuels, devrait partir en direction de Mars fin 2028. Le réacteur de plus de 20 kilowatts fournira l’électricité qui alimentera les propulseurs à effet Hall, dans lesquels un gaz propulseur est ionisé et accéléré par des champs électriques et magnétiques.
SR-1 n’est pas une mission habitée et il n’aura pas besoin d’atterrir sur Mars. C’est un démonstrateur de technologie qui transportera une cargaison scientifique appelée Chute du ciel, composé de trois hélicoptères robotisés dérivé du drone Ingéniosité. Le lancement est prévu pour fin 2028 dans le but de atteindre Mars en 2029.
Le réacteur sera monté sur le module Élément de puissance et de propulsion (PPE) initialement conçu pour le Lunar Gateway (la station spatiale lunaire initialement conçue par la NASA et l’Agence spatiale européenne) qui deviendra l’élément central du vaisseau spatial à destination de Mars. Avec le réorganisation du programme Lunar Gateway en 2026, la NASA a décidé de sauver une partie du projet de fabrication du SR-1, réduisant ainsi le besoin de développer un tout nouveau vaisseau spatial.
La course au pôle Sud lunaire et la chaîne d’approvisionnement en uranium
D’un autre côté, le Chine (avec Russie en tant que partenaire principal) planifie la construction du Station ILRS (Station internationale de recherche lunaireou Station Internationale de Recherche Lunaire) au pôle sud lunaire et de un réacteur nucléaire à la surface entre 2033 et 2035. La concurrence avec les États-Unis est intense car les deux programmes, ILRS et Artemis, ont des objectifs similaires et dans la même zone géographique du pôle Sud lunaire.
Le point faible du développement nucléaire spatial américain est approvisionnement en carburant. En fait, l’uranium de type HALEU ne dispose pas encore d’une production commerciale nationale aux États-Unis susceptible d’alimenter régulièrement tous les réacteurs avancés prévus dans les années à venir.
Jusqu’à il y a quelques années, le La Russie et la Chine ils étaient les pays uniques considéré comme disposant d’une infrastructure pour produire du HALEU à l’échelle industrielle. La difficulté des États-Unis à produire HALEU à une échelle commerciale représente donc un possible goulot d’étranglement pour le programme nucléaire spatial de la NASA, notamment pour la mission SR-1 Freedom.