Les États-Unis planchent sur une fusée à propulsion nucléaire. Un prototype doit être proposé en 2025.

L’espace est parfois décrit comme la nouvelle frontière de l’humanité. C’est aussi un sacré terrain pour l’expérimentation. On le voit par exemple avec le très mystérieux vaisseau spatial X-37B, qui est capable d’opérer des vols de très longue durée en orbite autour de la Terre sans jamais s’arrêter. En octobre 2019, le véhicule spatial sans pilote bouclait une mission de 780 jours !

L’espace pourrait prochainement être, de nouveau, utilisé comme terrain d’essai si la Darpa (Defense Advanced Research Projects Agency), l’agence américaine pour les projets de recherche avancée en matière de défense, parvient à donner corps à une idée qui existe depuis pratiquement le début de l’ère atomique. Son plan ? Positionner des fusées nucléaires dans l’espace.

C’est le site New Scientist qui en parle dans ses colonnes, en avril. D’après le magazine américain, le calendrier de la Darpa pour concrétiser ces vaisseaux spatiaux nucléaires est relativement ambitieux, puisqu’il est question d’avoir un prototype en place dès 2025. Et peut-être même avant, si le développement de ce programme ne rencontre aucun obstacle majeur.

propulsion nucléaire thermique
NASA

Le nucléaire pour avancer plus vite

Mais de quoi parle-t-on exactement, lorsqu’on dit « fusées nucléaires » ? Ici, il ne s’agit pas d’aller dans le sens d’une arsenalisation accrue de l’espace. Le Traité de l’espace, que les États-Unis ont signé et ratifié, interdit de placer des armes nucléaires en orbite autour de la Terre, sur la Lune ou tout autre corps céleste. Il est d’ailleurs également interdit d’y placer une autre arme de destruction massive.

Il ne s’agit pas non plus de faire décoller des fusées grâce à des détonations nucléaires — une approche que l’on retrouve dans le concept de la propulsion nucléaire pulsée — en profitant de l’immense dégagement énergétique pour bénéficier d’une succession de poussées. Le plan consiste, en fait, à développer une propulsion nucléaire thermique, pour améliorer la vitesse des fusées, une fois dans l’espace.

Concrètement, la propulsion nucléaire thermique consiste à équiper le vaisseau spatial d’un réacteur nucléaire miniature — ceux-ci peuvent être miniaturisés : preuve en est avec les sous-marins nucléaires. Ce réacteur chaufferait le fluide propulsif (liquide ou gazeux) de façon suffisamment élevée pour que celui-ci s’éjecte beaucoup plus vite de la tuyère, et offre donc une poussée plus élevée qu’un moteur-fusée standard.

New Scientist rapporte que la Darpa a conclu des contrats avec plusieurs entreprises outre-Atlantique pour aboutir à un démonstrateur et une fusée opérationnelle d’ici quatre ans. Parmi les sociétés figurent General Atomics, qui effectue entre autres de la recherche sur l’énergie nucléaire, Lockheed Martin, qui planche justement sur ce type de réacteur, et Blue Origin, qui fabrique des fusées.

Toutefois, qui dit utilisation de l’atome, dit radiation. L’un des grands enjeux sera la sécurité nucléaire, afin d’éviter la contamination de la zone de décollage si jamais la fusée explose sur le pas de tir, ou si elle se désintègre lors de son vol ascensionnel. Il serait désastreux de polluer toute une zone. Aussi est-il prévu de laisser le réacteur inerte tant qu’il n’a pas été correctement placé en orbite.

Des dizaines d’années de recherche

Ces dernières années, les États-Unis ont montré un intérêt prononcé pour la propulsion nucléaire thermique. En 2019, l’ancien président Donald Trump a signé un mémorandum sur le lancement d’engins spatiaux contenant des systèmes nucléaires spatiaux. La même année, l’ex-patron de la Nasa, a vanté les atouts de cette technologie. Un voyage vers Mars pourrait voir sa durée notablement raccourcie.

Cependant, on trouve des projets très anciens sur ce thème, y compris dans les années 70, 60 et même 50. Dès 1947, soit à peine deux ans après l’emploi militaire de l’atome au Japon lors des bombardements de Hiroshima et Nagasaki, le projet Orion est apparu. Il s’agissait de propulsion nucléaire pulsée : de petites explosions près d’une plaque spéciale, chargée de récupérer l’onde de choc et de la convertir en mouvement.

Autre programme lié au nucléaire spatial, NERVA. Il s’agissait ici de construire un moteur-fusée embarquant un réacteur nucléaire. Par la suite, d’autres projets ont vu le jour, avec différents objectifs, comme Rover, Longshot ou bien Prometheus. Aucun n’a toutefois pu être concrétisé. Le plus récent d’entre eux, Prometheus, a vécu de 2003 à 2005. Pour le moment, la propulsion ionique tient la corde.

NERVA moteur
Schéma d’un réacteur à cœur solide NERVA // Source : NASA

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