Une nouvelle classe de système de propulsion nucléaire bimodale développée à la NASA pourrait réduire les temps de trajet vers Mars à seulement 45 jours. Un transit de six semaines et demie réduirait la durée totale de la mission en mois au lieu d’années, réduisant considérablement les principaux risques associés au voyage vers Mars, notamment l’exposition aux radiations, le temps passé en microgravité et les problèmes de santé liés.
Dans le cadre du programme Concepts Avancés Innovants (NIAC) de la NASA d’ici 2023, l’agence spatiale américaine a retenu un concept de fusée nucléaire qui est basé sur une nouvelle classe de système de propulsion nucléaire bimodalqui utilise un « cycle de topping du rotor à ondes. » La proposition est appelée « NTP/NEP bimodale avec un cycle de topping du rotor à ondes » et a été présentée par le professeur Ryan Gosse de l’Université de Floride. L’innovation pourrait réduire le temps de voyage vers Mars seulement 45 jours.
Selon un publication de la NASA, cette conception bimodale permet un transit rapide des missions avec équipage vers Mars, la Lune et d’autres destinations, prometteuses révolutionner la exploration de l’espace lointain de notre système solaire. Bien que la propulsion nucléaire électrique et nucléaire thermique (NTP/NEP) soit identifiée comme la technologie de propulsion de choix pour les missions habitées et qu’elle ait été étudiée par la NASA et d’autres agences spatiales pendant des décennies, elle présente encore des limites qui empêchent sa mise en œuvre.
L’avenir des voyages spatiaux et de la propulsion nucléaire
La propulsion nucléaire se réduit essentiellement à deux concepts, qui s’appuient sur des technologies éprouvées : d’une part, il y a la propulsion nucléaire-thermique (NTP), qui consiste en un propulseur à hydrogène liquide (LH 2) associé à un réacteur nucléaire. Le système produit de l’hydrogène gazeux ionisé (plasma) qui est ensuite acheminé à travers des buses pour générer une poussée.
D’autre part, le propulsion nucléaire-électrique (NEP), s’appuie sur un réacteur nucléaire pour fournir de l’électricité à un propulseur de moteur ionique, qui génère un champ électromagnétique capable d’ioniser et d’accélérer un gaz, tel que le xénon, pour développer la poussée. Étant donné que les deux systèmes ont des avantages et des limites, la NASA vise à notions bimodalesqui peut intégrer les deux systèmes.
selon un Article publiée dans Universe Today, la nouvelle proposition de Gosse appelle à une conception bimodale basée sur un réacteur NERVA à noyau solide, qui fournirait une impulsion spécifique capable de doubler le rendement actuel des fusées chimiques. Le cycle proposé comprend également une suralimentation par ondes de pression, ou Wave Rotor (WR), une technologie utilisée dans les moteurs à combustion interne qui tire parti des ondes de pression produites par les réactions du système, pour comprimer l’air et gagner en efficacité.
Réduisez le temps et les risques
A l’heure actuelle, le fusées à propergol chimique Ce sont les plus utilisés : ils fonctionnent par réactions chimiques exothermiques, qui produisent des gaz chauds qui servent à les propulser et à générer de la poussée. Si les missions habitées vers Mars étaient basées sur cette technologie de propulsion conventionnelle, elles pourraient durer jusqu’à trois ans. De telles missions seraient lancées tous les 26 mois, lorsque la Terre et Mars sont les plus proches, dans un phénomène connu sous le nom d’opposition à Mars. Dans ce cas, les voyages dureraient au minimum six à neuf mois.
Au contraire, si le projet de la nouvelle fusée nucléaire bimodale pouvait se concrétiser, un voyage de 45 jours ou 6 semaines et demie réduirait considérablement le temps total des missions, ce qui les a menés à bien en quelques mois au lieu de plusieurs années. En plus des avantages économiques et des ressources, la réduction temporaire réduirait la plupart des risques pour la santé des astronautes et du personnel technique liés à l’exposition aux rayonnements ou au temps passé en microgravité.
La proposition est l’une des 14 sélectionnées pour passer à une nouvelle étape de développement, dans lequel la technologie et les méthodes impliquées seront mûries. D’autres propositions dans le cadre du même programme comprenaient des capteurs, des instruments et des techniques de fabrication innovants, ainsi que des systèmes d’alimentation, entre autres avancées.