L’Agence Spatiale Européenne explore de nouvelles avenues pour les missions spatiales, en visant à améliorer les performances des systèmes de propulsion. Ce projet novateur pourrait transformer l’avenir des voyages dans l’espace, en rendant possible des trajets plus longs et plus efficaces.
L’Agence Spatiale Européenne étudie l’utilisation de la propulsion nucléaire pour de futures missions, grâce au projet Rocketroll. L’objectif consiste à surpasser les limites des systèmes actuels afin de permettre des voyages plus longs, efficaces et avec une plus grande capacité de charge.
Le fonctionnement du projet Rocketroll
Artemis II illustre le potentiel des voyages spatiaux. Toutefois, il arrivera un moment où les technologies actuelles de propulsion ne seront plus adaptées.
Il est inutile de recourir à l’énergie solaire si l’on s’éloigne trop du soleil ou si l’on voyage vers la Lune, avec des nuits de 14 jours. De même, le meilleur carburant devient inefficace si les trajets sont trop longs et nécessitent des réapprovisionnements impossibles.
C’est pourquoi la propulsion nucléaire est envisagée pour destiner les vaisseaux à des destinations inaccessibles jusqu’à présent. L’Agence Spatiale Européenne s’est engagée dans cette voie et a déjà lancé ses premières recherches.
Propulsion thermonucléaire vs propulsion nucléaire-électrique
La ESA a récemment partagé les premiers résultats du projet Rocketroll, où trois consortiums indépendants ont été invités à concevoir des propositions pour utiliser la propulsion nucléaire électrique dans les missions spatiales européennes.
C’est une approche déjà explorée par d’autres agences, comme la NASA, mais qui n’avait pas encore été abordée dans ce contexte en Europe.
Auparavant, la propulsion nucléaire spatiale avait fait l’objet d’études en Europe, et le projet Alumni, présenté par l’ESA l’année dernière, en est une preuve.
Schéma du système de propulsion nucléaire thermale présenté l’année précédente.
Dans ce cas, un système de propulsion thermonucléaire a été conçu.
Ainsi, un réacteur où la fission nucléaire produit de la chaleur est utilisée pour réchauffer un fluide qui sert de propulseur.
La technologie étudiée dans Rocketroll présente une différence, accueillant la fission nucléaire pour générer de l’électricité destinée à alimenter des moteurs électriques.
Chacune présente ses avantages
En termes absolus, la propulsion thermonucléaire est plus puissante. Toutefois, elle entraîne des défis techniques, comme le stockage adéquat d’une quantité suffisante de propulseur et représente un coût élevé.
La deuxième option est plus économique et, lorsqu’elle est combinée à une propulsion chimique, peut atteindre une puissance comparable. C’est pourquoi l’ESA s’intéresse tant à ce mécanisme pour ses vaisseaux.
Trois consortiums, trois propositions
Ce projet implique trois consortiums multidisciplinaires : Tractebel, CNRS et OHB Czech Space. Chacun a présenté une proposition intégrée au système global. Par exemple, le premier consortium a suggéré l’utilisation de l’uranium enrichi comme source d’énergie nucléaire.
L’uranium-238, bien qu’abondant, n’est pas fissionnable, ce qui entrave toute chaîne de réactions nucléaires. La fission est le procédé nécessaire pour générer de l’énergie dans les réacteurs.
En revanche, l’uranium-235 est fissionnable. L’uranium enrichi, contenant un pourcentage plus élevé de cet isotope, est utilisable dans un réacteur. Tractebel estime que c’est la meilleure alternative par rapport à d’autres options comme le plutonium-239.
De son côté, le CNRS propose un réacteur à sels fondus, où ces sels servent de réfrigérant et/ou de combustible pour initier la fission. Enfin, le troisième consortium préconise d’agrandir les vaisseaux pour optimiser les résultats.
Sécurité du système
Tous les consortiums conviennent que la propulsion nucléaire-électrique pourrait ouvrir de nouvelles perspectives pour l’exploration spatiale. Bien que cela soit encourageant, des interrogations quant à la sécurité subsistent.
À cet égard, les spécialistes affirment qu’il s’agit d’un processus sans danger. L’uranium reste inerte et ne s’active que lors de la mise en orbite pour initier la fission. Il n’y a donc aucun risque lors de la manipulation des vaisseaux sur Terre.
De plus, des protections sont mises en place pour assurer la sécurité des astronautes et des cargaisons pendant la réaction. Il est important de noter que l’espace lui-même est source de forte radiation, ce qui rend la protection des vaisseaux primordiale.
Étapes à venir
Ce premier jalon du projet Rocketroll n’était guère qu’une phase de brainstorming. Un long chemin reste à parcourir. Il faudra étudier chaque système individuellement, depuis le réacteur nucléaire jusqu’aux protections contre la radiation, en passant par les conversions d’énergie, ainsi que les systèmes de chauffage et de refroidissement thermique et les propulseurs électriques.
Pour cela, l’ESA a constitué un groupe de travail dédié à la propulsion nucléaire, sur lequel reposera la conception et la réalisation de matériel à échelle réduite. Des expérimentations en laboratoire sont également prévues pour confirmer le bon fonctionnement avant d’envisager des tests dans l’espace.
Cette technologie pourrait représenter l’avenir, mais elle doit être validée avec rigueur et temps.