Pourquoi les États-Unis veulent-ils construire un réacteur nucléaire sur la Lune ?

La National Aeronautics and Space Administration (NASA) américaine a pour objectif de construire un réacteur nucléaire de 100 kW sur la Lune d'ici 2030. Les experts affirment qu'il s'agit d'un objectif ambitieux mais tout à fait réalisable.

La National Aeronautics and Space Administration (NASA) américaine accélère ses projets de construction d'une centrale nucléaire de 100 kilowatts sur la Lune, sous la nouvelle direction du directeur par intérim Sean Duffy.

Ce plan ravive un rêve vieux de plusieurs décennies de déployer l’énergie nucléaire dans l’espace, une initiative qui pourrait ouvrir de nouvelles capacités aux États-Unis tout en remettant en question les règles juridiques régissant l’utilisation des ressources et des environnements extraterrestres.

« Je pense que le premier à y arriver pourrait décréter une zone d'exclusion. Cela limiterait considérablement la capacité des États-Unis à établir une présence sur la Lune dans le cadre du programme Artemis si nous n'y parvenons pas en premier », a déclaré Duffy, faisant référence au programme Artemis de la NASA, qui vise à renvoyer des Américains sur la Lune dans les années à venir.

Les nouvelles directives décrivent un plan quinquennal pour la conception, le lancement et l'installation d'un réacteur de 100 kilowatts (kW) au pôle sud de la Lune. Le programme de la NASA collaborera avec des partenaires commerciaux.

À titre de comparaison, 100 kW suffisent à alimenter environ 80 foyers américains. Bien que faible, cette puissance représenterait une augmentation considérable par rapport aux générateurs nucléaires classiques qui alimentent les sondes martiennes et autres engins spatiaux. Ces réacteurs ne produisent que quelques centaines de watts, soit à peu près l'équivalent d'un grille-pain ou d'une puissante ampoule halogène.

L'impact de ce nouveau projet « sera révolutionnaire, non seulement pour la Lune, mais pour l'ensemble du système solaire », a déclaré Bhavya Lal, ancien directeur par intérim de la division Politique et Technologie de la NASA. L'implantation d'un réacteur nucléaire sur la Lune permettrait à l'industrie spatiale de « concevoir des systèmes spatiaux adaptés à nos besoins, sans être limitée par la puissance dont nous disposons ».

Est-il possible de construire un réacteur en 2030 ?

Construire une centrale nucléaire sur la Lune en moins d’une décennie est une tâche ardue, mais de nombreux experts pensent que c’est possible.

« Quatre ans et demi, c’est un délai extrêmement serré, mais la technologie est là », a déclaré le professeur Simon Middleburgh, codirecteur du Nuclear Energy Futures Institute de l’Université de Bangor au Royaume-Uni.

Jusqu'à présent, le principal obstacle n'a pas été la technologie, mais l'absence de réel besoin d'un réacteur extraterrestre. Et l'élan politique a été suffisant pour faire avancer le projet. Aujourd'hui, la situation est en train de changer.

« Nous avons investi plus de 60 ans et dépensé des dizaines de milliards de dollars, mais la dernière fois que les États-Unis ont lancé un réacteur dans l'espace, c'était en 1965 », a déclaré Lal, faisant référence à la mission SNAP-10A qui a lancé le premier réacteur nucléaire dans l'espace. « Le tournant majeur a eu lieu l'année dernière, lorsque, pour la première fois dans l'histoire, la NASA a choisi l'énergie nucléaire comme technologie de surface pour les missions habitées vers Mars. »

« La politique est désormais claire », a-t-elle ajouté. « L'important est que le secteur privé souhaite non seulement utiliser l'énergie nucléaire dans l'espace, mais aussi la fournir. » De grandes entreprises aérospatiales comme Boeing et Lockheed Martin, ainsi que des start-ups, étudient actuellement les applications de l'énergie nucléaire au-delà de la Terre, a-t-elle précisé.

Le programme Artemis vise à poser les bases d'une base permanente au pôle sud lunaire et à développer la technologie nécessaire pour envoyer des humains sur Mars. Quoi qu'il en soit, les missions habitées dans un environnement aussi hostile que la Lune nécessiteront une source d'énergie stable et fiable. « Les variations de gravité et de température sur la Lune sont extrêmes. Il fait 100 °C le jour et presque le zéro absolu la nuit. Tous les composants électroniques doivent être résistants aux radiations », a déclaré Lal.

Parallèlement, la Chine prévoit également de construire une base au pôle sud de la Lune. Les superpuissances s'intéressent à la région, car elle est riche en ressources et en glace, ce qui pourrait favoriser l'exploration et la colonisation durable. La Chine est en pourparlers avec la Russie pour la construction d'un réacteur au pôle sud de la Lune d'ici 2035, ce qui incite la NASA, le ministère de la Défense et le ministère de l'Énergie à se joindre à la course.

Comment fonctionne le projet

La directive de Duffy n'a pas révélé beaucoup de détails sur la conception ou la taille du réacteur proposé, et on ne sait pas quelles idées émergeront dans les mois à venir.

« Pour renforcer la compétitivité et le leadership des États-Unis sur la surface lunaire dans le cadre du programme Artemis, la NASA développe rapidement la technologie de fission de surface », a écrit Bethany Stevens, attachée de presse de la NASA à Washington, dans un courriel adressé à Wired. La NASA nommera un nouveau responsable de programme pour diriger le projet et lancera un appel d'offres auprès des entreprises dans les 60 jours. La NASA communiquera également plus de détails dans les prochains jours.

Les nouvelles orientations reflètent les conclusions d’un récent rapport sur l’énergie nucléaire dans l’espace, co-écrit par Lal et l’ingénieur aérospatial Roger Myers, qui a présenté un plan « Go Big or Go Home » visant à construire un réacteur de 100 kilowatts sur la Lune d’ici 2030.

La conception de 100 kW équivaut à envoyer dans l'espace deux éléphants d'Afrique adultes et un parapluie pliable de la taille d'un terrain de basket, a expliqué Lal. La différence réside dans le fait que « ces éléphants dégagent de la chaleur, et le parapluie n'est pas là pour bloquer le soleil, mais pour dissiper cette chaleur dans l'espace ».

La NASA s'est peut-être inspirée du projet Surface Fission, lancé en 2020 avec pour objectif la construction d'un réacteur de 40 kW pouvant être déployé de manière autonome sur la Lune. Bien que l'entreprise qui remportera le contrat de construction du réacteur de 100 kW ne soit pas encore connue, la version de 40 kW a attiré la participation de nombreuses entreprises, dont Aerojet Rocketdyne, Boeing et Lockheed Martin. Parmi les autres forces figurent les entreprises nucléaires BWXT, Westinghouse, X-Energy, la société d'ingénierie Creare, ainsi que les entreprises de technologie spatiale Intuitive Machines et Maxar.

Pour le projet de 40 kW, les entreprises participantes n'ont pas encore atteint la masse maximale requise de 6 tonnes. Cependant, les nouvelles directives de Duffy supposent que le réacteur sera transporté par un navire de débarquement lourd capable de transporter jusqu'à 15 tonnes de fret.

Le réacteur de 100 kW, le combustible à l'uranium, le système de refroidissement et d'autres composants pourraient être transportés vers la Lune par de multiples lancements et atterrissages. La centrale pourrait être située dans un cratère d'impact météoritique, voire sous la surface lunaire pour éviter toute contamination en cas d'accident.

« Faire fonctionner un four sur la Lune serait techniquement difficile », a déclaré à Wired Carlo Giovanni Ferro, ingénieur aérospatial de l'Université polytechnique de Turin, en Italie. « Comme la Lune n'a pas d'atmosphère, on ne peut pas compter sur les courants d'air comme sur Terre pour dissiper la chaleur. »

De plus, la gravité de la Lune, qui n'est que six fois inférieure à celle de la Terre, affectera également la dynamique des fluides et le transfert de chaleur, tandis que le régolithe (poussière et débris recouvrant la surface lunaire) pourrait interférer avec les systèmes de refroidissement et d'autres composants. Dans l'ensemble, a-t-il déclaré, le plan de la NASA est réalisable, mais reste très ambitieux.

Risques et avantages

Toute technologie nucléaire requiert des réglementations de sécurité strictes. Ces exigences sont encore plus strictes pour les systèmes lancés au-delà de la Terre et atterrissant dans un environnement extraterrestre.

Selon les experts, la meilleure solution n'est pas de trouver des solutions à tous les problèmes potentiels. Il faut plutôt se demander si le problème peut être évité dès la conception.

Le déploiement d'un réacteur nucléaire sur la Lune, que ce soit par la NASA, la Chine ou un autre organisme, devrait répondre à des normes strictes à chaque étape. Par exemple, le combustible à l'uranium serait probablement enfermé dans une couche protectrice dure pour éviter toute fuite en cas de dysfonctionnement de la fusée d'appoint.

Outre des stratégies de sécurité solides, la course à l'implantation de l'énergie nucléaire sur la Lune créera de nouveaux précédents en matière de droit et de politique spatiale. Toute nation ou organisation qui y parviendra en premier établira probablement des « zones interdites » pour des raisons de sûreté et de sécurité. Ces zones peuvent s'étendre sur plusieurs kilomètres carrés, empêchant ainsi les concurrents de s'en approcher.

L'énergie nucléaire dans l'espace est un rêve depuis des générations. Mais les experts estiment aujourd'hui que son heure est venue. Si les réacteurs nucléaires se généralisent au-delà de la Terre, la capacité de l'humanité à explorer et à exploiter l'espace s'en trouvera considérablement améliorée.

« Avec ce type d'énergie, nous pouvons créer des infrastructures de surface permanentes sur la Lune et sur Mars. Nous pouvons exploiter des systèmes d'extraction de ressources pour obtenir de l'oxygène, de l'eau et du carburant nécessaires à l'habitation humaine, non seulement pour survivre, mais aussi pour vivre confortablement », a déclaré Lal. « Nous pouvons faire de la science à grande échelle, sans avoir à réduire la puissance de nos instruments, du radar au sismomètre. C'est la base pour ouvrir la porte au système solaire. Et c'est ce qui me passionne vraiment. »

La première nation à réussir à placer un réacteur sur la Lune aura une influence majeure sur l'avenir, et les concurrents potentiels accélèrent la cadence. La nouvelle course à l'espace ne se résume donc pas à savoir qui arrivera le premier sur la Lune, mais bien à savoir qui pourra y rester le plus longtemps.

(Vietnam+)

Source : https://www.vietnamplus.vn/vi-sao-my-muon-xay-dung-lo-phan-ung-hat-nhan-tren-mat-trang-post1053975.vnp