La NASA et le département de l’Énergie unissent leurs forces pour faire du nucléaire le moteur de l’exploration spatiale. L’enjeu est majeur, car les rivaux des États-Unis sont, eux aussi, à l’affût.
Le texte a été signé ce 8 octobre par Jared Isaacman, administrateur de la NASA, et le secrétaire à l’Énergie, Chris Wright. Il fixe un cadre commun pour la recherche, les essais, le lancement et l’exploitation des systèmes nucléaires, dans l’idée de confirmer la « supériorité spatiale » des États-Unis. De quoi permettre à l’agence spatiale d’avancer sur trois projets majeurs.
Trois projets majeurs déjà en cours
À commencer par le Space Reactor-1 Freedom, ou SR-1. Prévu pour la fin 2028, il s’agira du tout premier vaisseau interplanétaire propulsé par la fission nucléaire. À noter que son réacteur ne démarrera que 48 heures après le décollage, une fois l’engin sorti de l’attraction terrestre. Il alimentera ensuite des moteurs électriques qui le conduiront jusqu’à Mars.
Une fois sur place, il devrait larguer trois petits hélicoptères de la famille d’Ingenuity : c’est la mission Skyfall. Équipés de caméras et de radars capables de sonder le sol, ils repéreront de futurs sites d’atterrissage et chercheront de l’eau sous la surface. Et ce vol d’essai doit préparer la suite avec Lunar Reactor-1, un réacteur prévu pour 2030. Il devra alimenter la future base lunaire de la NASA pendant les périodes d’obscurité, quand le solaire ne suffira pas
En parallèle, la NASA continue d’employer des générateurs à radio-isotopes, qui transforment en électricité la chaleur dégagée par certains éléments radioactifs. Dragonfly, un drone de la taille d’une voiture, en emportera un pour explorer Titan, la lune de Saturne, en 2028. D’ailleurs, l’agence spatiale américaine va aussi en fournir 24 petites unités de chauffage au rover Rosalind Franklin de l’ESA, pour protéger ses instruments du froid martien.
La Chine et la Russie en embuscade
« L’énergie nucléaire nous permettra d’aller plus loin, d’allonger la durée de vie de nos missions et de mettre en orbite des engins spatiaux et des instruments plus performants que jamais. Le travail que nous menons aujourd’hui jette les bases des engins spatiaux à propulsion nucléaire de demain et ouvre une toute nouvelle frontière pour l’exploration et la découverte », s’est félicité Jared Isaacman.
Mais la concurrence avance de son côté. La Russie, forte de l’expérience héritée de l’ère soviétique, développe Zeus, un remorqueur spatial à propulsion nucléaire. Son premier vol, visé en 2030, doit l’emmener de la Lune à Vénus, puis vers Jupiter. Des chercheurs chinois affirment pour leur part avoir réussi les premiers tests au sol d’un prototype de réacteur de 1,5 mégawatt, refroidi au lithium. Il est conçu pour être replié au lancement, puis déployé dans l’espace.
Surtout, les deux pays ont signé un accord pour construire une centrale nucléaire, destinée à alimenter leur future base près du pôle Sud, justement où la NASA souhaite implanter la sienne. Trois missions sont prévues entre 2033 et 2035, pour une installation qui doit être prête en 2036. La guerre des étoiles ne fait que commencer.
Un réacteur de fission est une source d’énergie « pilotable » : on déclenche et on contrôle une réaction en chaîne pour produire beaucoup d’électricité, potentiellement sur de longues durées. Cette électricité peut alimenter des systèmes gourmands, dont une propulsion électrique (ionique, Hall, etc.) pour accélérer progressivement un vaisseau. Un générateur à radio‑isotopes (RTG), lui, ne fait pas de fission : il convertit la chaleur issue de la désintégration naturelle d’un isotope (souvent du plutonium‑238) en électricité. Les RTG fournissent moins de puissance, mais sont très fiables, simples et utiles loin du Soleil ou dans des environnements très froids. En pratique, réacteur = puissance élevée et modulable ; RTG = puissance modeste, constante et robuste.
La propulsion électrique utilise l’électricité pour ioniser puis accélérer un gaz propulsif à très grande vitesse, ce qui donne une excellente efficacité (impulsion spécifique élevée). La poussée est faible, mais continue : sur des mois, l’engin peut atteindre des vitesses élevées avec moins de masse d’ergols qu’une propulsion chimique. Le rôle du réacteur est de fournir une puissance électrique importante et stable, sans dépendre du Soleil ni de grands panneaux solaires. C’est particulièrement utile vers Mars ou au-delà, où l’énergie solaire diminue et où les besoins électriques (communication, instruments, chauffage) restent élevés. Ce type d’architecture vise donc des missions longues, avec une marge énergétique importante.
Le démarrage après le décollage réduit les risques en cas d’échec au lancement, car le réacteur n’est pas en fonctionnement pendant la phase la plus critique. Même non démarré, le système doit toutefois être conçu pour résister à un accident et limiter toute dispersion de matières nucléaires. Cela impose une ingénierie spécifique sur le cœur, le confinement, les procédures de sûreté et la qualification environnementale (vibrations, chocs, températures). Une fois en trajectoire, l’activation du réacteur nécessite des systèmes de contrôle fiables et une gestion thermique rigoureuse, notamment via des radiateurs pour évacuer la chaleur. À cela s’ajoutent des exigences réglementaires et de validation inter-agences, car le nucléaire spatial est encadré par des processus de sûreté et d’autorisation stricts avant un lancement.
