Parmi les nombreux défis qui attendent la NASA depuis que Donald Trump lui a enjoint d’envoyer des hommes en mars dans les quatre prochaines années, il y a celui de la durée du voyage. Un projet de navire à propulsion nucléaire électrique de l’agence spatiale, qui espère un prototype rapidement, raccourcirait le trajet à 45 jours au lieu de 200 jours habituels.
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Perseverance, le dernier engin américain à avoir effectué le trajet Terre/March, a voyagé pendant sept mois à la vitesse moyenne de 39 000 km/h. Elle devait pour l’occasion profiter d’une fenêtre de lancement particulière : lorsque les deux planètes se rapprochent l’une de l’autre, tous les 26 mois.
C’est pour cette raison qu’une mission de type touche et c’est parti (Placer et partir) « Apollo » est impossible sur Mars, car une fois arrivé, l’équipage doit attendre une orbite terrestre complète pour rentrer au bercail. Dans le cas contraire, il lui restera 400 millions de kilomètres à parcourir au lieu de soixante « seulement ». Mars, “C’est beau, mais c’est loin”aurait dit un ancien président de la République français amateur de pommes…
Un meilleur système de propulsion pour atteindre Mars
Les défis imposés par de si longs voyages sont multiples : influence solaire cosmique, santé des astronautes liée à l’apesanteur, vie commune dans un espace limité, quantité de nourriture à transporter. De même, le carburant chimique des fusées « traditionnelles » est lourd et inefficace en termes de rapport poids/poussée, même s’il permet d’atteindre rapidement une bonne vitesse de l’ordre de 40 000 km/h. Pour aller sur Mars, il faudrait beaucoup, beaucoup de ce carburant. C’est là que se posent les problèmes de ravitaillement souvent évoqués avec le vaisseau, qui doit justement tester les transferts d’ergols vers l’orbite terrestre cette année.
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Des chercheurs du NASA Langley Research Center à Hampton (Virginie) explorent aujourd’hui la piste de la propulsion nucléaire électrique qui ioniser carburant (propergols). Ce type de système est appelé NEP (pour Nuclear Electric Propulsion) et son grand intérêt est d’accorder une poussée certes faible au départ, mais dont l’accélération sera continue. Selon la durée du trajet, les vitesses visées pourraient facilement atteindre 60 000 km/h, voire plus. Le projet sur lequel travaille la NASA s’appelle Marvl et présente évidemment ses contraintes.
Un vaisseau construit directement dans l’espace
De tels vaisseaux à moteur nucléaire électrique reposent sur un système de dissipation thermique assez important, genre radiateurs – car non, dans l’espace, pas d’air qui capte les calories émises. Il existe actuellement des versions papier de ces quatre radiateurs et deux systèmes. L’un d’entre eux, baptisé Quad-Wing, pourrait être intégré à une fusée SLS (le lanceur super lourd développé pour le programme Artémis); L’autre, bi-aile, officierait dans les lanceurs commerciaux. Un quad-wing plus lourd et plus complexe nécessiterait plus de carburant. Les bi-wing nécessiteraient plusieurs lancements de fusées commerciales et seraient assemblés dans l’espace. C’est le modèle qui semble tenir la corde actuellement.
Rappelez-vous que La Station spatiale internationale (ISS)qui a aujourd’hui la taille d’un terrain de football, a déjà été assemblé en orbite. C’est donc quelque chose que nous savons faire. Ici, des robots d’assemblage seraient chargés de cette tâche, dans un imposseur autour de la terre.
Séduite, mais pressée par le temps, la NASA a donné deux ans à l’équipe pour développer un prototype de démonstration.
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