La recherche se penche sur la meilleure manière de faire passer le temps durant le voyage, pour les futurs pionniers de Mars. Mais il y a peut-être moyen de réduire drastiquement les délais, afin d’éviter de passer de longs mois dans une boite de conserve avant de fouler la poussière rouge.
La Terre – Mars en 45 jours seulement plutôt qu’en sept mois : une promesse folle qui séduit la NASA
Pourquoi est-ce important ?
Le principal problème pour coloniser Mars, c'est la distance : la planète rouge se trouve entre 56 millions et 405 millions de kilomètres de la Terre. Y envoyer une sonde ou un rover comme Perseverance peut prendre 7 mois. Dans ce contexte, un vol habité reste une gageure, et toute amélioration technique susceptible de réduire le temps que l'équipage passera dans une boite de conserve perdue dans le vide spatial est la bienvenue.La course à l’investissement. Chaque année, la NASA active son programme NIAC (Innovative Advanced Concepts), destiné à recenser des propositions révolutionnaires en aéronautique et astronautique afin d’identifier, tester, et financer des concepts prometteurs. Chaque projet retenu reçoit un financement de 100.000 dollars sur un an.
- Cette année, l’un des lauréats promet du lourd : réduire drastiquement le temps de voyage entre la Terre et Mars, jusqu’à faire le trajet en seulement 45 jours.
- Le projet a été déposé par le professeur Ryan Gosse, de l’université de Floride. Il a imaginé un nouveau type de moteur pour fusée, baptisé « Bimodal NTP/NEP with a Wave Rotor Topping Cycle. »
- Celui-ci repose non pas sur un carburant purement chimique classique, une technologie éprouvée et utilisée jusqu’à présent sur toutes nos fusées, mais sur un couple propulsion nucléaire thermique/propulsion nucléaire électrique.
La solution c’est le nucléaire
La théorie : l’idée du professeur Gossse repose, sur le papier, sur la combinaison de deux types de propulsion.
- La propulsion nucléaire-thermique chauffe un agent propulsif, tel que l’hydrogène liquide, jusqu’à ce qu’il se transforme en plasma et, orienté dans une tuyère, propulse le vaisseau.
- La propulsion nucléaire électrique repose, elle, sur un réacteur nucléaire qui tourne à bas régime pour générer de l’énergie, utilisée à son tour pour alimenter des propulseurs ioniques. Il s’agit en fait d’électromagnétisme, avec une poussée relativement faible.
Les deux systèmes ne sont pas neufs, du moins dans l’esprit des ingénieurs. Mais l’idée est de les combiner au sein d’un même engin ; un « rotor à ondes pour découpler le réacteur du gaz moteur » pour reprendre ses mots.
Deux systèmes complémentaires
- À ce stade très précoce du développement, difficile de s’avancer plus, mais on peut imaginer une fusée qui utiliserait la propulsion nucléaire-thermique pour développer une poussée très importante pour ses manœuvres, puis qui passerait au nucléaire-électrique une fois assez éloignée des puits de gravité que sont la Terre ou Mars.
- La principale qualité d’un tel engin serait de s’affranchir du rapport poids/puissance des fusées actuelles, bien contraintes d’emporter de grandes quantités de carburant chimique, et donc d’être assez puissantes pour le transporter. Plus léger, l’engin bénéficierait d’une poussée bien plus importante – 1.800 à 4.000 secondes d’impulsion spécifique, plutôt qu’environ 450 secondes sur une fusée actuelle avant que ses boosters ne soient épuisés. De quoi poursuivre à une bien plus grande vitesse une fois hors de l’attraction terrestre.
- Ce n’est pas la première fois que l’énergie nucléaire est mise en avant comme l’avenir de la propulsion spatiale : on en parlait déjà dès les années 60, mais elle n’a jamais été mise en application.
Et maintenant ? Ce n’est pas demain la veille qu’un tel moteur sera au point. D’autant que la prime octroyée par la NASA ne suffira pas à bâtir un prototype, mais elle permettra au moins de continuer à creuser dans cette direction. On arrivera probablement sur Mars à l’énergie chimique, mais il faut bien penser à plus long terme.