Les futures missions spatiales pourraient avoir de nouvelles options ouvertes par la technologie nucléaire, ont déclaré des experts participant à une manifestation de l 'Agence internationale de l'énergie atomique.

Illustration d 'un habitat de transit de Mars et d'un système de propulsion nucléaire ( Image : NASA)

« La technologie nucléaire joue depuis longtemps un rôle vital dans les missions spatiales de premier plan, mais les futures missions pourraient s 'appuyer sur des systèmes à propulsion nucléaire pour un éventail d'applications beaucoup plus large - notre chemin vers les étoiles passe par l'atome », a déclaré Mikhail Chudakov, directeur général adjoint de l'AIEA.

Il a pris la parole à l 'occasion de la manifestation virtuelle de l'AIEA intitulée < < Atoms for Space : Nuclear Systems for Space Exploration > >, à laquelle ont participé 500 personnes de 66 pays.

« Les missions interplanétaires avec équipage de l'avenir nécessiteront presque certainement des systèmes de propulsion dont les niveaux de performance dépassent largement ceux des meilleurs moteurs chimiques d'aujourd'hui », a déclaré William Emrich, ancien ingénieur de projet en chef à la NASA.

Hui Du, de l 'Institut d'ingénierie des systèmes d'engins spatiaux de Beijing, citant une étude de l'Académie chinoise de technologie spatiale, a déclaré : " Pour les missions spatiales nécessitant une puissance électrique élevée, telles qu'une mission humaine sur Mars ou des ferries spatiaux, un système d'alimentation basé sur un réacteur à fission peut être un choix très compétitif".

Quelles sont les options en matière d 'énergie nucléaire ?

Une option est la propulsion thermique nucléaire ( NTP), qui est où un réacteur à fission nucléaire chauffe un propulseur liquide, comme l 'hydrogène, le convertissant en un gaz qui se dilate à travers une buse pour fournir une poussée et propulser un engin spatial. Par rapport aux fusées chimiques traditionnelles, cela pourrait réduire le temps de trajet jusqu 'à Mars de 25%.

Une autre option est la propulsion électrique nucléaire ( NEP) où l'énergie thermique du réacteur est convertie en énergie électrique. La poussée de cette méthode est plus faible mais continue et avec un rendement énergétique beaucoup plus élevé, elle a des vitesses plus élevées et pourrait réduire de 60% le temps de voyage sur Mars des fusées chimiques traditionnelles.

Des travaux de recherche sont également en cours sur d 'éventuelles futures fusées de fusion nucléaire qui auraient un entraînement direct par fusion ( DFD) qui convertirait directement l'énergie des particules chargées produites dans les réactions de fusion en propulsion.

Stephanie Thomas, vice-présidente de Princeton Satellite Systems, qui développe un concept de fusée à fusion, a déclaré : « Un DFD peut produire une puissance spécifique de plusieurs ordres de grandeur supérieure à celle d 'autres systèmes, réduisant les temps de trajet et augmentant les charges utiles, ce qui nous permet d'atteindre des destinations dans l'espace lointain beaucoup plus rapidement. "

Qu 'en est-il des autres utilisations de l'énergie nucléaire dans l'espace ?

En plus de fournir de la poussée pour les fusées, il y a aussi le besoin d 'énergie électrique à bord et les réacteurs nucléaires pourraient également être utilisés pour fournir de l'énergie aux astronautes pour des missions d'exploration prolongées ou des communautés à long terme sur d'autres planètes.

« La priorité de la NASA reste la conception, la construction et la démonstration d 'un système d'énergie de surface à fission d'uranium faiblement enrichi qui a de larges applications pour l'initiative de surface lunaire ainsi que notre éventuelle mission sur Mars avec des humains, évolutif à des niveaux de puissance supérieurs à 100 kWe, et a le potentiel de faire progresser les besoins du système NEP », a déclaré Anthony Calomino, gestionnaire de portefeuille de technologie nucléaire spatiale à la NASA.

« L 'utilisation de réacteurs à fission nucléaire, effectuant des réactions en chaîne continues pendant de nombreuses années, est inévitable à la fois pour la propulsion spatiale et pour l'énergie de surface extraterrestre », a déclaré Vivek Lall, directeur général de General Atomics Global Corporation.

L 'ONU a également examiné les questions de sécurité.

La question de la technologie nucléaire dans l 'espace et de son utilisation probable à diverses fins, éventuellement par des entités commerciales et des États-nations, a été examinée lors d'une réunion du sous-comité scientifique et technique du Bureau des affaires spatiales.

Dans un document de travail présenté au Comité des utilisations pacifiques de l'espace extra-atmosphérique, établi par le Royaume-Uni et l'Agence spatiale européenne, il est noté que, depuis 2010, le groupe de travail du Sous-Comité a réussi à promouvoir l'utilisation sûre des applications des sources d'énergie nucléaires dans l'espace parmi les États intéressés par l'utilisation de ces applications.

Mais il ajoute que « le secteur spatial international évolue … Des entités commerciales privées s 'intéressent à l'utilisation de sources d'énergie nucléaires dans l'espace et commencent à proposer et à mettre au point et à utiliser des sources d'énergie nucléaires dans l'espace > >.

"L 'utilisation future potentielle de réacteurs nucléaires dans le cadre d'installations humaines à long terme soulève un certain nombre de nouvelles questions liées à la sûreté."

Il propose un forum international pour < < recueillir et échanger des informations sur les plans et projets de mise au point et d 'utilisation de sources d'énergie nucléaires dans l'espace par de nouveaux acteurs, y compris des entités commerciales > >.

Dans un projet de rapport publié à l 'issue d'une réunion tenue au début du mois, le sous-comité ajoute que < < l'avis a été exprimé qu'il incombait aux États de veiller à ce que les sources d'énergie nucléaires dans l'espace soient utilisées à des fins strictement pacifiques, en évitant à tout prix de placer sur orbite terrestre tout objet porteur d'armes nucléaires ou de tout autre type d'arme de destruction massive, Et d 'éviter à tout prix de placer de telles armes sur des corps célestes et de placer des armes dans l'espace sous toute autre forme. > >

Il a ajouté : < < Le sous-comité s 'est félicité du fait que certains États et une organisation intergouvernementale internationale élaboraient ou envisageaient d'élaborer des instruments juridiques et réglementaires sur l'utilisation sûre des sources d'énergie nucléaires dans l'espace, en tenant compte du contenu et des prescriptions des Principes relatifs à l'utilisation de sources d'énergie nucléaires dans l'espace et du Cadre de sûreté pour les applications de sources Qui a été élaboré conjointement par le Sous-Comité et l 'Agence internationale de l'énergie atomique. > >

Recherché et écrit par World Nuclear News