Chroniques martiennes

Mars en 15 jours

Mercredi 17 janvier 2001
Vaisseau martien (Crédit photo : NASA)
Des chercheurs israéliens viennent d’annoncer qu’un moteur nucléaire alimenté avec un combustible bien particulier, l’américium 242, permettrait de rallier la planète rouge en à peine deux semaines. Avec les moteurs chimiques conventionnels, le voyage demande habituellement de 6 à 10 mois.

Dans les scénarios classiques de missions habitées vers Mars, l’équipage devrait passer 6 à 10 mois dans l’espace avant d’atteindre son objectif. Un séjour très long, présenté par beaucoup comme le principal obstacle à une exploration humaine de la planète rouge.

Pour des voyages aussi importants, l’équipage devrait emmener avec lui une grande quantité de vivres, et faire totalement confiance à des systèmes de support de vie pour le recyclage de l’air et de l’eau. Les astronautes devraient également lutter contre les multiples méfaits de l’apesanteur (atrophie musculaire, décalcification des os, etc) et les dangers du milieu spatial (rayons cosmiques et tempêtes solaires). Confiné dans un espace restreint pendant de nombreux mois, les membres de l’équipage serait de plus soumis à des tourments psychologiques, qui pourraient finir par atteindre des niveaux désastreux. Pour minimiser ou éliminer tous ces inconvénients, la solution serait de diminuer considérablement la durée du voyage.

Afin de transformer un véhicule spatial en TGV, l’une des solutions consisterait à remplacer ses moteurs chimiques traditionnels par des moteurs nucléaires. Tout comme nos centrales atomiques, leur principe repose sur la fission d’éléments radioactifs (uranium, plutonium…) au sein d’un réacteur. La désintégration des composés radioactifs libère une grande quantité d’énergie, qui sert à chauffer de l’hydrogène. Porté à des températures de plusieurs milliers de degrés, celui-ci est expulsé dans l’espace, ce qui en retour propulse le vaisseau.

Un moteur nucléaire ne s’utilise pas de la même manière qu’un moteur chimique. Ce dernier fonctionne sur le mode du "coup de pied" : le vaisseau reçoit une poussée initiale très forte, et continue ensuite tout seul sur sa lancée. Le moteur nucléaire au contraire délivre une poussée plus faible, mais qui a l’avantage de s’exercer de façon continue. Même s’il démarre plus lentement, le vaisseau doté d’un moteur nucléaire finit donc par atteindre des vitesses très élevées par rapport à son homologue "chimique". Outre une sérieuse réduction du temps de trajet, le moteur nucléaire offre également un niveau de sécurité accru : grâce à ses propulseurs allumés en permanence, le vaisseau peut effectivement, en cas d’incident majeur, faire demi-tour à n’importe quel moment de la mission, ce qui n’est pas le cas des vaisseaux munis de moteurs chimiques.

Un vaisseau équipé d’un moteur nucléaire pourrait théoriquement rallier la planète Mars en quelques mois à peine, un gain de temps déjà appréciable. Selon une équipe de chercheurs de l’université israélienne de Ben-Gurion, il serait possible de faire encore mieux. Les scientifiques, dont les travaux ont été publiés dans l’édition de janvier de la revue Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, ont utilisé un élément radioactif bien plus prometteur que l’uranium ou le plutonium pour alimenter le réacteur : l’américium 242.

Le principal avantage de l’américium 242 est sa masse critique. Etant donné que celle-ci est très faible, il faut extrêmement peu de combustible pour que les réactions nucléaires s’enclenchent. Autre caractéristique intéressante : ce corps peut être conditionné sous la forme d’un film extrêmement fin de moins d’un micron d’épaisseur, tout en gardant ses propriétés fissibles. Dans cette configuration, les particules très énergétiques qui résultent de la fission peuvent s’échapper et participer directement à la poussée, ce qui n’est pas le cas des réacteurs classiques : ceux-ci sont en effet conçus de manière à ce que les produits de fission ne puissent pas quitter l’enceinte du réacteur.

Les résidus de la fission de l’américium 242 sortant du cœur à des vitesses et températures infernales, il est absolument impossible d’employer des tuyauteries ou des tuyères métalliques : au contact du fluide brûlant, le métal serait effectivement instantanément vaporisé. Le flux craché par le réacteur doit donc être obligatoirement canalisé par de puissants champs magnétiques.

Poussés par ses propres déchets radioactifs, un vaisseau à américium battrait tous les records de vitesse. D’après les chercheurs israéliens, il permettrait de boucler le trajet Terre - Mars en un peu moins de 15 jours ! Reste qu’il faudra encore patienter de nombreuses années avant d’entendre un tel vaisseau rugir dans l’espace. Outre la nécessité de produire le précieux combustible en quantité suffisante, les chercheurs se heurtent encore à de nombreux challenges techniques ayant à trait à la conception du réacteur : réapprovisionnement en combustible, évacuation de la chaleur et surtout protection de l’équipage. Il va de soi que comme tous les moteurs nucléaires, les moteurs à américium ne seraient pas utilisés pour la mise en orbite. Le lancement du vaisseau - ou de ses composants, s’il était assemblé en orbite - serait assuré par une fusée chimique classique ; ce serait seulement une fois dans l’espace interplanétaire que le moteur nucléaire serait mis à feu.

Geoman Cet article a été publié pour la première fois sur le site Geoman.Net.

Index des chroniques

 

Labrot © 1997-2017. Des commentaires, corrections ou remarques ? N'hésitez pas, écrivez moi! index