fusée
— © NASA / Nasa.gov

La NASA a approuvé la phase initiale de développement d’une nouvelle catégorie de technologie de propulsion nucléaire thermique bimodale. Cette technologie pourrait réduire le temps de transit vers Mars à seulement 45 jours tout en utilisant très peu de carburant.

En cas de succès, le moteur permettra d’effectuer ces voyages interplanétaires en beaucoup moins de temps. Il épargnera également à l’équipage la forte exposition aux radiations et l’absence de gravité qu’impliquent ces expéditions.

Un moteur bimodal innovant

Un propulseur à base d’hydrogène liquide (LH2) est utilisé dans le cycle de propulsion thermique nucléaire. Il est chauffé dans le réacteur nucléaire et transformé en un gaz ionisé (plasma). Il est ensuite dirigé à travers des tuyères pour fournir une poussée.

En revanche, la propulsion nucléaire-électrique est basée sur un réacteur nucléaire. Ce dernier fournit de l’énergie à un agent propulseur, qui produit un champ électromagnétique. Pour générer la poussée, ce champ électromagnétique ionise et accélère un gaz inerte.

Ces deux méthodes offrent des avantages significatifs par rapport à la propulsion chimique traditionnelle. En effet, elles permettent de générer une impulsion spécifique plus importante, un meilleur rendement énergétique et une densité énergétique essentiellement infinie.

Cependant, lorsqu’elles sont prises séparément, elles présentent de nombreuses limites pour une utilisation dans des expéditions futures vers la planète rouge.

— © Ryan Gosse / Nasa.gov

L’avenir des voyages spatiaux et de la propulsion nucléaire

Ces solutions bimodales permettraient de combiner les avantages des deux formes de propulsion. Le moteur a été conçu par Ryan Gosse, un ingénieur aérospatial de l’université de Floride à Gainesville. La propulsion nucléaire thermique (NTP) est connue pour être la technologie de propulsion de choix pour les voyages pilotés au-delà du Système solaire. Cependant, Gosse affirme qu’elle n’a pas la poussée nécessaire pour accélérer des poids importants dans un court laps de temps.

Gosse dit avoir conçu un « nouveau cycle de récupération à rotor ondulé » pour résoudre ce problème. Il s’agit d’un type de moteur qui « n’utilise pas de moyens mécaniques pour comprimer un fluide et s’appuie plutôt sur les ondes de pression générées dans des canaux de fluide qui peuvent être de forme rectangulaire, trapézoïdale ou hélicoïdale ».

Cette stratégie, selon Gosse, permet d’améliorer la puissance et l’accélération/décélération. « Cette conception bimodale permet un transit rapide pour les missions avec équipage (45 jours vers Mars) et transforme la recherche dans l’espace profond de notre Système solaire », a-t-il déclaré.

Réduire le temps et les risques

Selon Universe Today, ces technologies nucléaires et d’autres pourraient un jour permettre des voyages avec équipage vers Mars et d’autres destinations spatiales lointaines.

astronaute

Sur la base des technologies de propulsion actuelles, un voyage de ce type vers Mars pourrait prendre jusqu’à trois ans. Ces missions profiteraient de l’opposition martienne, qui se produit tous les 26 mois lorsque la Terre et Mars sont au plus près l’une de l’autre. Les astronautes voyageraient pendant au moins six à neuf mois.

Un voyage de 45 jours vers Mars réduirait la durée totale de la mission à des mois plutôt qu’à des années. Cela réduirait considérablement certains des principaux risques pour la santé de l’équipage, comme l’exposition aux radiations et le temps passé en microgravité.

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