Kilopower – La NASA veut installer des réacteurs nucléaires modulaires sur Mars

Financé par la Direction de la mission de technologie spatiale (STMD), le projet Kilopower est un effort pluriannuel visant à construire des réacteurs simples et peu coûteux qui peuvent être utilisés pour une grande variété de missions planétaires et dans l’espace lointain.

Avec Kilopower, la NASA espère pouvoir rendre possible la colonisation de Mars et du reste du système solaire. En effet, l’un des principaux problèmes avec presque n’importe quelle mission spatiale est de savoir comment lui fournir de l’énergie. En fonction de l’objectif de la mission et de sa durée, il existe un certain nombre d’options.

Les tout premiers satellites utilisaient des batteries qui leur fournissaient de l’électricité pendant quelques jours. Ensuite des panneaux solaires ont été ajoutés afin de prolonger la durée de vie de la mission. Puis, des piles à combustible ont été utilisées.

Malheureusement, toutes ces options se sont avérées très limitées. La plus réussie d’entre elles est sans aucun doute l’énergie solaire ; mais cela ne fonctionne que lorsque la lumière du soleil offre assez de luminosité aux panneaux.

L’alternative la plus pratique aux panneaux solaires est l’énergie nucléaire. Elle a d’abord été envisagée pour les engins spatiaux presque dès la mise en service du premier réacteur il y a 75 ans. Elle a aussi été utilisée comme source d’énergie dès 1965 lorsque le réacteur expérimental américain SNAP-10 a été lancé en orbite.

La principale source d’énergie nucléaire utilisée par les missions spatiales américaines est le générateur thermoélectrique radioisotopique (RTG). Un dispositif à l’état solide. Un RTG utilise la chaleur des bouchons de plutonium 238 pour garder l’électronique au chaud, ou générer de l’électricité en utilisant des thermocouples. C’est un système mécaniquement simple qui a été utilisé pendant plus de 50 ans.

Il pourrait également être utilisé en orbite terrestre, mais, pour des raisons politiques et d’ingénierie, son utilisation a été largement limitée aux missions dans l’espace lointain. Un autre problème avec les RTG est qu’ils ne produisent pas beaucoup plus de 300 Watts d’électricité. Pire, le plutonium 238 était un sous-produit des programmes d’armement de la guerre froide et il est maintenant très rare.

Si un RTG peut être comparé à une batterie atomique, alors un réacteur à fission est une turbine à gaz industrielle sous stéroïdes. Fonctionnant sur le même principe que les réacteurs nucléaires civils et militaires, les versions spatiales peuvent produire suffisamment de puissance pour agir comme un système de propulsion avec une poussée de 30% supérieure à celle des fusées à combustible liquide les plus avancées. Inutile de dire que des réacteurs plus modestes peuvent fournir de l’énergie dans n’importe quelle quantité nécessaire. Malheureusement, cela reste complexe, dangereux et coûte cher.                                                                                                

C’est pour toutes ces raisons que la NASA a commencé à tester un nouveau réacteur. Actuellement en phase de démonstration, le réacteur Kilopower est en cours de vérification. « La technologie du réacteur que nous testons pourrait être utilisable pour plusieurs missions de la NASA, et nous espérons que c’est la première étape pour que les réacteurs à fission créent un nouveau paradigme d’exploration spatiale véritablement ambitieuse et inspirante », déclare David Poston, directeur de Los Alamos.

Évalué à 10 kilowatts, le réacteur Kilopower dégage assez d’énergie pour alimenter deux foyers américains moyens et peut fonctionner sans interruption pendant dix ans sans ravitaillement.