La Nasa met au point un réacteur nucléaire miniature pour la conquête de Mars
Depuis des dizaines de milliers d’années, l’homme n’a cessé de scruter les astres pour mieux connaître la planète Terre et sa place dans l’Univers. Tout au long du XXe siècle, cette fascination pour l’espace a évolué grâce au bond technologique effectué par nos sociétés : notre attirance pour le vide intersidéral s’est concrétisée par des missions d’exploration vers la lune puis vers la planète Mars. Cette ambition n’est désormais plus l’apanage des seuls gouvernements, comme l’a récemment prouvé l’agence spatiale SpaceX fondée par l’entrepreneur Elon Musk.
La conquête de Mars apparait ainsi aujourd’hui à portée de main d’un point de vue technique. Le programme Constellation de la Nasa a notamment permis de définir les systèmes de lancement qui permettront d’envoyer l’homme fouler le sol martien d’ici l’horizon 2040. Il reste cependant quelques obstacles à la colonisation de la planète rouge, et notamment la création d’une source d’énergie fiable et efficace, capable d’assurer la survie de l’Homme sur Mars tout au long de son séjour. Des ingénieurs semblent sur le point de régler ce problème grâce à la mise au point d’un réacteur nucléaire spatial. Explications.
La problématique énergétique dans la conquête spatiale
Si la route vers Mars semble déjà toute tracée, la rudesse des conditions de vie imposée par son environnement risque de compliquer la tâche de ceux qui désireront s’y installer. La planète rouge est en effet considérée par la Nasa comme un milieu particulièrement hostile pour l’homme et ses équipements. Condition sine-qua-none à la réussite d’une mission spatiale, la production d’énergie électrique risque notamment d’être une tâche compliquée, voire impossible, avec les seules ressources de la planète.
« Mars est un environnement très difficile pour les systèmes électriques, avec moins de lumière que sur Terre ou sur la Lune, des températures très froides et des tempêtes de poussière qui peuvent durer des mois », explique à ce titre Steve Jurczyk, membre de la mission Technologie de la Nasa.
L’agence spatiale américaine a ainsi mobilisé une équipe d’ingénieurs au sein de son laboratoire de Los Alamos, au Nouveau-Mexique, pour tenter de mettre au point une source d’énergie fiable et transportable pour assurer la fourniture d’électricité aux futures colonies humaines sur Mars. C’est ainsi qu’est né le projet d’une centrale nucléaire miniature, baptisée Kilopower.
Une source d’énergie transportable, fiable et efficace
C’est en 2012 que le projet est lancé. Financé par la Direction de la mission de technologie spatiale de la NASA, son objectif est simple : permettre la conception et la création d’une centrale de production d’électricité de petite taille, capable d’assurer de manière fiable et sécurisée la production d’énergie électrique nécessaire à une grande variété de missions planétaires (et notamment l’établissement de l’homme sur Mars).
Rapidement, les équipes du Centre de recherche de Glenn s’orientent vers le potentiel de l’énergie nucléaire.
L’idée est de mettre au point un réacteur similaire à ceux utilisés par l’homme sur Terre, mais à une échelle plus petite. Technologie sûre et déjà maitrisée, la fission nucléaire sera placée au cœur de cette centrale portable facilement transportable par les astronautes et capable de résister aux conditions climatiques extrêmes de Mars.
« Nous voulons une source d’énergie qui peut être gérée dans des environnements extrêmes. Kilopower ouvre toute la surface de Mars, y compris les latitudes septentrionales où réside de l’eau. Sur la Lune, Kilopower pourrait être déployé pour aider à la recherche de ressources dans des cratères ombragés en permanence », explique Lee Mason, responsable des technologies de stockage d’énergie à la Nasa.
La miniaturisation des technologies nucléaires étaient considérée comme un défi technologique il y a une décennie de cela.
Aujourd’hui, grâce à la nouvelle génération de mini centrales nucléaires qui se déploient dans le monde, il s’agit d’un processus techniquement envisageable. Si la création d’une centrale nucléaire portable représente une première mondiale, de petites centrales nucléaires ont récemment été développées en Chine pour être embarquées sur des bateaux.
Quatre Kilopower pour alimenter une colonie humaine sur Mars
Le mini-réacteur nucléaire Kilopower n’est pas plus gros qu’un rouleau d’essuie-tout. Il est complété par un dispositif antiradiation ainsi que par un système de sécurité.
Grâce à sa charge de 30 kilos d’uranium et sa puissance de production de 10 KW, il est capable de générer suffisamment d’électricité pour assurer les besoins de deux foyers américains moyens sans interruption pendant 10 ans (sans ravitaillement).
Dans le cadre d’une mission martienne, la Nasa envisage de combiner quatre modules Kilopower pour assurer la fourniture d’électricité à sa colonie. Il s’agira de produire suffisamment d’énergie électrique pour assurer le bon fonctionnement des machines à oxygène, des modules de transport ainsi que des systèmes de chauffage.
Les Kilopower pourraient éventuellement être utilisés pour alimenter les propulseurs de l’engin en charge de rapatrier l’équipage sur Terre.
En janvier dernier, la Nasa a mené avec succès les premiers tests mécaniques du Kilopower dans le désert du Nevada. Quelques jours plus tard, lors d’une conférence organisée au National Atomic Testing Museum, l’agence spatiale et le ministre américain de l’Energie ont annoncé qu’un second essai, grandeur nature cette fois, était planifié pour mars 2018.
En cas de réussite, la prochaine étape consistera à obtenir la certification au lancement et la qualification au vol.
