L'utilisation de l'énergie nucléaire sur Terre a toujours suscité des débats et des oppositions, mais il semble que pour d'autres corps célestes, tout le monde soit d'accord : nucléaire oui, sans aucun doute. En particulier, pour placer des systèmes d'alimentation sur la Lune, destination reconsidérée pour la prochaine exploration et colonisation de l'espace. Des projets sont déjà bien avancés par les États-Unis, mais aussi par la Russie et la Chine. Sans compter que l'utilisation d'instruments à énergie nucléaire sur notre satellite naturel ne serait pas une nouveauté : depuis 1969, il y a déjà eu cinq centrales alimentées au plutonium 238 (voir encadré). Mais aujourd'hui, on voit plus grand. À tel point que certains craignent que ces centrales off-shore ne servent également à fabriquer des armes nucléaires pour les guerres spatiales (ou terrestres). Mais pour l'instant, nous nous en tenons aux communiqués officiels.
UN RÉACTEUR POUR LES COLONIES LUNAIRES
Si l'on veut établir des colonies stables sur la surface sélénienne, il faudra les doter de puissants systèmes de production d'énergie. Le rayonnement solaire et les panneaux photovoltaïques qui le convertissent en énergie électrique resteront cruciaux, mais la production d'énergie nucléaire le sera tout autant. En effet, les panneaux solaires ne suffiront pas à alimenter les activités de recherche sur la Lune. Les bases des missions Artemis seront établies au pôle Sud lunaire, dans des zones toujours obscures, car c'est là que se trouvent les grands gisements de glace d'eau utiles aux colonies lunaires. Mais sans le Soleil, nous n'avons même pas son énergie, et il faut rappeler que même dans les zones éclairées de notre satellite naturel, il y a une alternance d'environ 14 jours terrestres de lumière et 14 jours de nuit. Selon la NASA, ces résultats seront résolus par les réacteurs à fission nucléaire. L'agence spatiale américaine évalue les données recueillies par ses partenaires commerciaux après un an de recherche sur cette technologie. La première phase du projet de production d'énergie nucléaire sur la Lune a débuté en 2022, avec l'étude de systèmes capables de fournir 40 kilowatts d'énergie pendant 10 ans sans maintenance humaine. Cette alimentation, qui sur Terre suffirait à alimenter une trentaine de foyers, permettra de faire fonctionner tous les équipements scientifiques et d'exploration de la NASA sur notre satellite. La date de livraison du premier réacteur nucléaire sur le pas de tir est prévue pour le début de l'année 2030. Toutefois, la Nasa a fait preuve de souplesse en permettant aux entreprises de présenter des approches créatives et différentes lors de l'examen technique. L'agence spatiale américaine a également passé des contrats avec Rolls Royce North American Technologies, Brayton Energy et General Electric pour le développement de convertisseurs d'énergie efficaces destinés à transformer l'énergie thermique produite par la fission nucléaire en électricité. Réaliser la fission nucléaire dans l'espace ne sera toutefois pas une mince affaire. C'est pourquoi la Nasa a demandé à trois entreprises (Lockheed Martin, Westinghouse et IX, une coentreprise entre Intuitive Machines et X-Energy) de proposer également des alternatives viables. “La nuit lunaire est un défi technique, c'est pourquoi une source d'énergie telle qu'un réacteur nucléaire, qui fonctionne indépendamment du soleil, est une option qui permet l'exploration et les travaux scientifiques à long terme sur la Lune”, a déclaré Trudy Kortes, directrice du programme pour les missions de démonstration technologique à la direction des missions de technologie spatiale de la Nasa. La prochaine phase du projet débutera en 2025, avec le lancement de l'appel d'offres final pour la construction du réacteur à fission nucléaire le plus performant et le plus sûr possible. Le réacteur devrait être prêt au début de la prochaine décennie. À ce moment-là, un vaisseau cargo automatisé le placera sur la Lune pour un test de 12 mois, qui sera suivi d'une période opérationnelle de neuf ans. À la fin du cycle de vie, il sera démantelé et sa conception sera modifiée en fonction des résultats obtenus. D'ici 2040, les scientifiques de la NASA devraient avoir acquis suffisamment d'expérience dans ce domaine pour tenter d'amener cette technologie sur Mars également.
DES VAISSEAUX NUCLÉAIRES POUR MARS
Les centrales nucléaires lunaires seront également importantes pour alimenter les moteurs des vaisseaux spatiaux destinés à naviguer vers la planète rouge. Sur la Lune, le problème environnemental n'existe pas comme sur Terre, l'idée serait donc d'alimenter les fusées à propulsion nucléaire destinées à rejoindre Mars directement sur notre satellite. Avec cette propulsion, la durée d'un voyage Lune-Mars passerait de 8-9 mois avec la propulsion chimique à seulement 3-4 mois. Les projets en la matière sont déjà avancés et le lancement d'un vaisseau de démonstration à propulsion nucléaire est déjà prévu pour 2026. Fruit d'une collaboration entre la NASA et la Darpa (Defense Advanced Research Projects Agency), il a été baptisé Draco (Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations). Ses moteurs pomperont de l'hydrogène cryogénique dans le cœur du réacteur nucléaire, où se produira la fission de l'uranium. Le propergol surchauffera et se transformera en un gaz à haute pression qui sera canalisé dans une tuyère pour produire une poussée (voir Cosmo Spacenews n° 43).
ÉGALEMENT LA RUSSIE ET LA CHINE
Jurij Borisov, numéro un de l'agence spatiale russe Roscosmos et ancien vice-ministre de la défense, a récemment déclaré que la Russie et la Chine travaillaient ensemble à la construction et à l'installation d'une centrale nucléaire sur la Lune entre 2033 et 2035, où elle alimenterait leurs futures colonies. “Il s'agit d'un défi très sérieux... cela devrait se faire en mode automatique, sans la présence d'humains”, a déclaré M. Borisov, qui a également évoqué les projets russes de construction d'un vaisseau cargo à propulsion nucléaire : “Nous travaillons sur un remorqueur spatial. Il s'agit d'une structure cyclopéenne, équipée d'un réacteur nucléaire et de turbines à haute puissance, qui sera capable de transporter de grandes cargaisons d'une orbite à l'autre, de collecter des débris spatiaux et d'effectuer de nombreuses autres applications”. Les responsables russes ont également évoqué par le passé des projets ambitieux d'exploitation minière de la Lune, mais le programme spatial russe a subi une série de revers ces dernières années. Sa première mission lunaire en 47 ans a échoué l'année dernière lorsque la sonde Luna-25 a perdu le contrôle et s'est écrasée. Moscou a annoncé qu'elle lancerait bientôt de nouvelles missions, à commencer par Luna-26 ; elle examinera ensuite la possibilité d'une mission habitée conjointe russo-chinoise, puis d'une base sur notre satellite. La Chine, on le sait depuis longtemps, a l'intention d'envoyer son premier taïkonaute sur la Lune d'ici 2030.
