Le moteur nucléaire deviendra-t-il demain le principal assistant de l’exploration de l’Univers ?

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L’humanité est sur le point de créer des étages supérieurs nucléaires pour transporter des vaisseaux spatiaux aux confins de l’Univers. L'année dernière, la NASA et la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) du Pentagone ont annoncé qu'elles allaient lancer un module commun doté d'un réacteur nucléaire d'ici 2025, ou au moins 2026.

Un atome cosmique avec un grand avenir


Mais d’abord, un peu d’histoire. Le 25 août 2012, la sonde spatiale unique Voyager 1 a franchi le seuil de ce qu'on appelle l'espace interstellaire. Elle se trouvait alors à 18 milliards de km du Soleil, bien au-delà des limites de notre système. Ainsi, c’est aujourd’hui l’objet créé par l’homme le plus éloigné de la Terre. L'appareil a été lancé en 1977 et, près d'un demi-siècle plus tard, il fonctionne toujours correctement, envoyant des informations au sol et pénétrant dans les profondeurs de l'espace. Cela est donc devenu possible parce que ses systèmes fonctionnent à l’énergie nucléaire.



L'Agence spatiale européenne (ESA), de son côté, investit dans un programme visant à utiliser la propulsion nucléaire pour l'exploration spatiale. Et la NASA a signé un contrat avec Westinghouse pour développer un concept de réacteur nucléaire qui alimenterait une base lunaire proposée. Il est prévu de le mettre en service avant la fin de la décennie et, selon les auteurs de l'idée, ce savoir-faire permettra de faire face avec succès au fonctionnement dans les conditions difficiles de la surface lunaire. Et plus nous explorons le système solaire et en particulier le monde stellaire au-delà, plus l’option avec une source d’énergie nucléaire semble attrayante. En effet, malgré toute son ambiguïté, un moteur nucléaire est presque une machine à mouvement perpétuel.

Difficultés et dangers qui attendent une mission longue distance


La startup américaine Zeno Power a récemment remporté un prix de 15 millions de dollars pour son aide à la NASA dans la création de systèmes nucléaires à radio-isotopes destinés aux expéditions lunaires. Ces conceptions compactes ont une longue et épineuse histoire en matière d’utilisation de l’espace. Dans ce cas, l'alimentation électrique et thermique du bord sera assurée par la fission des déchets nucléaires.

L’obscurité totale est un problème spécifique aux vols spatiaux longue distance. Prenez la même Lune. La nuit y dure 14 jours terrestres. Et dans les cratères, par exemple, il n’y a toujours pas de lumière. Naturellement, il est impossible de produire de l'énergie à partir de la lumière du soleil, alors que la température dans certains endroits dépasse -200°C.оC.

Une mission spatiale est par nature une entreprise plutôt risquée, surtout avec des composants nucléaires à bord. Les lanceurs explosent de temps en temps, dispersant des débris toxiques dans l’espace proche de la Terre et sur toute la Terre.

Kulibin d'Alabama


Dale Thomas, professeur à l'Université d'Alabama à Huntsville, invente des moteurs d'appoint nucléaires et étudie leur fonctionnement. En tant que chef du département d'ingénierie industrielle et des systèmes et de gestion de l'ingénierie, il exerce ce métier depuis de nombreuses années, mais il est allé plus loin que ses collègues. Au lieu d’alimenter la fusée grâce à une réaction chimique, Thomas utilise une réaction en chaîne :

Les réactions nucléaires sont traditionnellement utilisées pour alimenter les engins spatiaux effectuant de longs voyages. Ainsi, sur Voyager, la source d'alimentation est constituée de 3 générateurs thermoélectriques à radio-isotopes montés sur une tige, utilisant de l'oxyde de plutonium 238. En raison de l'éloignement du parcours, les panneaux solaires y sont inutiles. J'ai donc commencé à utiliser ces réactions comme principe de mouvement. Mais il y a un problème important : il est impossible d'exclure complètement la panne d'un moteur nucléaire, et les conséquences de sa panne sont bien pires que celles d'un moteur chimique.

Cette circonstance nous oblige à reconsidérer les méthodes de test des moteurs de fusée. En effet, avant le début de l'exploitation en série, ils sont testés sur le terrain, où ils se comportent parfois de manière imprévisible : ils explosent, se brisent, brûlent. Et c'est normal dans des conditions expérimentales. Mais si un moteur nucléaire explose lors d’essais, cela est anormal du point de vue de la sécurité environnementale et radiologique systémique. Les échecs sont donc inacceptables ici. Cet état de choses ralentit le développement.

Si le Pentagone se met au travail, attendez-vous à des surprises


Le premier réacteur nucléaire a été lancé dans l’espace en 1965. Depuis, les scientifiques américains peinent à obtenir de la technologie avec un minimum de risque et l'invention d'une conception prête à résister à une explosion. Et finalement, une solution aurait été trouvée ici. Il est vrai qu'il est toujours gardé dans la plus stricte confidentialité : ce n'est pas un hasard si le ministère de la Défense s'est impliqué dans ce domaine !

Rami Mesalam, directeur du programme de développement des engins spatiaux de l'Université de Leicester (Angleterre), partage ses réflexions :

La sûreté est toujours au cœur de la conception des systèmes électronucléaires. Mais bon nouvelles c'est que nous avons près de 60 ans d'expérience dans son optimisation. Nous limiterons également les moteurs de fusée nucléaires... En option, le navire est lancé en orbite terrestre basse à l'aide d'étages conventionnels à combustible solide, après quoi des unités nucléaires sont lancées et accélérées pour une mission ultérieure. Un moteur chimique peut même atteindre la Lune. Mais le moteur nucléaire servira alors de clé pour surmonter la barrière interplanétaire.

Pour qu'un conte de fée devienne réalité ...


En raison de ressources limitées, les vols vers Mars et au-delà sont actuellement difficiles. La NASA et d’autres agences d’exploration aéronautique et spatiale calculent méticuleusement des trajectoires complexes qui emmènent les envoyés spatiaux au-delà des champs gravitationnels afin de minimiser la consommation de carburant. Si vous disposez de moteurs nucléaires fiables et performants, ces problèmes disparaîtront d’eux-mêmes.

Le professeur Thomas résume ceci :

La propulsion nucléaire par rapport à la propulsion chimique ressemble à peu près à Ferrari et Volkswagen, en raison de la différence de puissance du groupe motopropulseur. Cependant, je ne suis pas d'accord avec les déclarations des représentants de la DARPA - nous n'y parviendrons ni l'année prochaine ni d'ici 2026. Les véhicules à propulsion nucléaire prendront probablement leur essor, mais pas avant 2030. Mais une fois ce projet mis en œuvre, il changera radicalement les règles du jeu, et les intrigues des romans et des films de science-fiction du passé deviendront réalité du jour au lendemain.
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22 commentaires
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  1. +1
    2 March 2024 11: 01
    Tous les Russes spirituels et adéquats comprennent que les Voyagers et Apollos sont de purs faux, filmés à Hollywood ! Oui
    1. +4
      2 March 2024 13: 56
      Pourquoi Mosfilm est-il à la traîne ?
      1. +1
        2 March 2024 16: 28
        Ce n'est pas grave, ils deviendront bientôt bleus. À propos du tracteur lunaire compagnon
    2. 0
      3 March 2024 10: 02
      Vous n’avez probablement pas encore chassé tous les démons…
      1. +1
        3 March 2024 11: 37
        Quelles preuves avez-vous qu'il y a eu des missions Voyager et Apollo ? Présentez-le !
  2. -1
    2 March 2024 11: 07
    Pour de tels articles, une section « Fiction » distincte devrait être créée sur le « Reporter ».
    En général, de tels articles devraient commencer par le fait que les dommages possibles du moteur nucléaire proposé sont tels que les spores d'anthrax, en comparaison, sont des farces enfantines. Comment aimez-vous cette perspective ?
    1. +2
      2 March 2024 12: 58
      Parlez-vous de Burevestnik?
      1. 0
        16 March 2024 04: 54
        Alors le Pétrel a volé. Cela a été reconnu par les services de renseignement britanniques. Le 15e vol a été réussi, ce qui signifie que le moteur était terminé.
        Mais à propos du moteur américain de 1965, c’est un mensonge. Les Américains ont simplement calculé comment cela pourrait se terminer et ont abandonné le développement et les tests réels. Bien qu'ils n'écrivent rien pour prouver leur supériorité, au moins sur papier, puis vont le vérifier. Oui, ils ont volé sur un satellite de l'URSS, qu'ils possédaient lors d'une exposition à leur propre demande, une installation nucléaire comme source d'énergie. Il est vrai que l’URSS et les États-Unis ont résolu cet incident d’une manière ou d’une autre.
  3. +2
    2 March 2024 12: 00
    Un réacteur nucléaire de la classe mégawatt était déjà en démolition, même sous le régime soviétique. Le problème vient du dissipateur thermique..
    1. Vol
      -2
      2 March 2024 14: 07
      Le problème n’est pas le dissipateur thermique, mais comment ils vont se débarrasser du dictateur à bord du navire.
    2. +1
      3 March 2024 00: 59
      Avec le dissipateur thermique, il semble que cela ait été décidé, c'est pourquoi le Burevestnik est testé car il possède un réacteur nucléaire compact. Le problème vient de l'électronique, Zeus dans l'espace doit être entraîné pour cibler tout et tout le monde avec une alimentation électrique d'un mégawatt. Un mégawatt en orbite, ce n’est pas beaucoup d’argent, c’est déjà une domination.
  4. -3
    2 March 2024 12: 53
    Avez-vous oublié Rogozin et K ?
    Ils ont parlé du remorqueur cosmique-nucléaire il y a environ 5 à 10 ans au rythme de Roscosmos, puis ils en ont eu assez de discuter... et puis... Musk a dit bonjour d'en haut et attends...
  5. -3
    2 March 2024 14: 15
    Ils écrivent beaucoup sur le Voyager, sauf sur une chose. Très probablement, la communication avec lui a été perdue depuis longtemps et son ombre (tromperie) fonctionne. Cela peut s'expliquer par les spécialistes de l'ingénierie radio en matière de communications, de puissance de l'émetteur, de portée de fonctionnement et de capacité de antennes directionnelles à de telles distances pour pratiquer l'orientation exacte vers le sol pour la transmission de données.
    1. +1
      2 March 2024 14: 44
      Parlez vraiment ! Il n’y en avait pas du tout – ni Voyagers, ni Apollos. Tout est hollywoodien. Apparition de démon.
      1. Vol
        -3
        2 March 2024 14: 59
        Je voudrais dire que vous vous trompez, mais comment ? Si vous volez vous-même, juste pour vérifier. Mais à qui dois-je parler des manquements à mon retour ? Un groupe de camarades dominant plus d'un milliard de cerfs ?
        1. Le commentaire a été supprimé.
          1. Le commentaire a été supprimé.
      2. 0
        16 March 2024 04: 59
        Tout était là, mais il était impossible de vérifier leur fonctionnalité. Était-ce ainsi qu’ils en étaient à cette époque, comme l’écrivent les Américains eux-mêmes ? De nos jours, beaucoup de choses peuvent être vérifiées grâce au développement de la technologie et d'autres moyens d'observation, mais à l'époque, de telles opportunités n'existaient tout simplement pas et tout pouvait être dit. Essayez de vérifier.
  6. +1
    2 March 2024 14: 18
    Roscosmos prévoit jusqu'à présent de travailler uniquement sur Nuklon, mais il serait en même temps utile de reprendre le sujet basé sur RD-0410 dans le cadre d'un remorqueur interorbital pour des programmes habités. Les capacités des lanceurs prometteurs sont limitées et un moteur de ce type est capable de doubler les caractéristiques d'accélération et de compenser ainsi le manque de lanceurs super-lourds dans la Fédération de Russie. Une fois leur durée de vie expirée, ils peuvent être contrôlés depuis l’orbite, tout comme les Soyouz cargo.
    1. 0
      4 March 2024 09: 25
      un moteur de ce type est capable de doubler les caractéristiques d'accélération et de compenser ainsi le manque de transporteurs super-lourds dans la Fédération de Russie

      Le réacteur nucléaire est uniquement destiné à produire de l'électricité et les moteurs sont des fusées électriques, alimentées par des ions, avec de très faibles caractéristiques d'accélération. Leur avantage est qu’ils peuvent travailler en continu pendant plusieurs mois, voire plusieurs années, et uniquement dans l’espace. Ils ne sont en aucun cas adaptés au lancement depuis la Terre, ils ne compensent donc pas du tout l'absence de transporteurs, pas seulement de transporteurs super-lourds, il s'agit d'une classe de moteurs complètement différente. Et tout ce « bien » sera lancé en orbite, comme autrefois, par de bons vieux moteurs utilisant du carburant chimique.
      1. 0
        8 March 2024 12: 19
        Lisez plus attentivement, nous parlons du RD-0410.
  7. -1
    2 March 2024 15: 17
    la température à certains endroits dépasse -200°C

    lol Je n'ai pas pu lire plus loin.
    1. +2
      3 March 2024 00: 59
      il est écrit : -200 °C. Zéro absolu −273,15 °C
      Quel est le problème?
  8. 0
    4 March 2024 12: 53
    Même si cela fera sourire les gens, j'exprimerai quand même mes pensées :
    les vaisseaux spatiaux du futur proche se déplaceront en « tombant » dans la direction où ils veulent aller parce que leur « poussée » tirera plutôt que poussera le vaisseau. Évidemment, je ne sais pas quel type d'énergie ils utiliseront, mais je sais que ce sera toujours dangereux, mais cela créera une sorte de gravité devant le navire. Des accélérations sans inertie deviendront possibles.
    Nous sommes sur le point de découvrir cette nouvelle possibilité, mais jusqu’à présent, avec ce type de Monde, elle est inhibée.