La conquête spatiale dans les années 1960 a permis des avancées technologiques considérables en accélérant le développement de l’informatique, de nouveaux matériaux et même sur la façon de conserver les aliments. L’ambition d’installer dans quelques décennies des bases habitées sur la Lune et sur Mars pourrait permettre également des progrès technologiques importants, notamment dans l’énergie. Le plus visible aujourd’hui a pour nom Kilopower. Il est mené par la NASA.
Il s’agit d’un nouveau type de réacteur nucléaire expérimental, conçu spécifiquement pour alimenter de futurs avant-postes humains sur la Lune et sur Mars. Il pourrait être prêt pour son premier essai dans l’espace dès 2022. «Je pense que nous pourrions faire cela dans trois ans et être prêts à voler», expliquait Patrick McClure, chef de projet Kilopower, au laboratoire national Los Alamos du ministère américain de l’Énergie lors d’une présentation récente des futures opérations de la NASA.
Entre novembre 2017 et mars 2018, la NASA a procédé avec ce mini-réacteur à des tests réussis dans le désert du Nevada. Kilopower utilise la fission de l’uranium pour fournir de la chaleur. Celle-ci est convertie en électricité au moyen de moteurs Stirling plutôt qu’en faisant tourner des turbines à vapeur. Les moteurs Stirling fonctionnent par nature en circuit fermé et n’ont pas besoin de vapeur, seulement de chaleur, pour produire de l’énergie. Leur efficacité énergétique est importante. Ils convertissent 30% de la chaleur issue du réacteur en électricité. C’est pourquoi, même si leur coût aujourd’hui est élevé, ils pourraient un jour être utilisés bien plus fréquemment sur terre. D’autant plus qu’ils offrent une sécurité qui est leur capacité, si le réacteur nucléaire produit plus de chaleur, de l’absorber pour fabriquer plus d’électricité.
Deux tonnes et 3,60 mètres de haut
Le projet de la NASA dont le nom complet est KRUSTY, acronyme en anglais de Kilopower Reactor Using Stirling Technology, en référence à la série télévisée des Simpson, doit être capable de fournir pendant une quinzaine d’années une puissance importante d’électricité d’environ 40 kilowatts heure afin d’assurer le fonctionnement de tous les systèmes d’une base lunaire ou martienne. L’électricité sera indispensable pour purifier l’eau, générer de l’oxygène, chauffer les habitations et recharger les batteries des véhicules… La température moyenne sur Mars est de -63 degrés celsius.
Le poids du réacteur est également une donnée essentielle. Il doit être le plus faible possible pour qu’il soit transportable dans l’espace. Aujourd’hui, il pèse environ deux tonnes, mesure trois mètres soixante de haut et fourni 10 kilowatt heure. Selon les estimations de la NASA, il faudra donc quatre unités Kilopower pour alimenter en énergie une première base martienne. Dans le cahier des charges, il est prévu que le réacteur puisse aussi être utilisé en orbite et faire fonctionner des bases géostationnaires servant de relais et de refuge en cas d’accident.
L’énergie nucléaire n’est pas une nouveauté dans l’espace. Les sondes Voyager 1, Voyager 2 et New Horizons, le véhicule martien Curiosity et de nombreux autres robots spatiaux utilisaient et utilisent un générateur thermoélectrique à radioisotope qui convertit la chaleur de déchets radioactifs d’uranium 238 en électricité. Les Etats-Unis ont également lancé un réacteur nucléaire à fission en avril 1965 à bord du satellite expérimental SNAP-10A. La défaillance d’un composant électrique a arrêté le réacteur après 43 jours dans l’espace. Et l’URSS a lancé plus de 30 réacteurs à fission dans des satellites entre 1967 et la fin des années 1980.
