Le projet de mini-réacteur nucléaire a été présenté à la conférence britannique sur l’espace. Il a suscité l’intérêt de toute l’industrie et a même reçu la visite du Major Tim Peake, astronaute de l’Agence spatiale européenne.
Cette proposition ambitieuse ne fait que commencer. En mars 2023, Rolls-Royce a obtenu un financement d’environ 3,68 millions de dollars de la part de l’Agence spatiale britannique, afin de soutenir la recherche sur la manière dont l’énergie nucléaire pourrait être utilisée pour soutenir une base lunaire pour les astronautes. Les technologies présentées à la conférence britannique sur l’espace sont l’aboutissement d’études menées plus tôt dans l’année.
Les scientifiques et les ingénieurs de Rolls-Royce, en collaboration avec des partenaires stratégiques, ont exploré plusieurs groupes de travail afin de renforcer leur compréhension de ces systèmes complexes. Ces travaux se sont concentrés sur trois caractéristiques essentielles du microréacteur : le combustible utilisé pour générer de la chaleur, la méthode de transfert de chaleur et la technologie permettant de convertir cette chaleur en électricité.
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Toutes les missions spatiales dépendent d’une source d’énergie et, en tant que solution autonome à forte densité énergétique, un microréacteur peut fournir l’énergie nécessaire pour habiter et explorer une surface planétaire. Ou de l’énergie et de la propulsion pour les engins spatiaux. Une alimentation continue et une propulsion efficace peuvent également permettre aux satellites de se déplacer avec plus de souplesse pour protéger et défendre des orbites clés.
Relativement petit et léger par rapport à d’autres systèmes d’alimentation, le microréacteur nucléaire mesurera environ 1 mètre de large et 3 mètres de long. Il pourrait permettre une alimentation électrique continue indépendamment de l’emplacement, de la lumière solaire disponible et d’autres conditions environnementales. Rolls-Royce prévoit que le réacteur nucléaire sera prêt à être envoyé sur la lune au début de l’année 2030.
“Ce financement a permis de mener des recherches cruciales et de développer des technologies qui nous rapprochent de la concrétisation du microréacteur”, a déclaré Abi Clayton, directeur des programmes futurs de Rolls-Royce. “Notre modèle conceptuel de microréacteur spatial nous permet de démontrer comment cette technologie apportera d’immenses avantages à l’espace et à la Terre.
Le réacteur s’appuiera sur la fission nucléaire, le même processus qui permet aux centrales nucléaires terrestres de produire de l’électricité. La plupart des missions lunaires, y compris les rovers récemment lancés par la Chine et l’Inde, ont utilisé l’énergie solaire.
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Mais cette stratégie présente des limites évidentes, selon Space, car la lune est plongée dans l’obscurité pendant deux semaines chaque mois. Les rovers russes Lunokhod des années 1970 fonctionnaient également à l’énergie solaire. Quant aux missions Apollo de la NASA, elles ont utilisé des piles à hydrogène pour alimenter les premiers alunissages humains.
Les générateurs thermoélectriques à radioisotope (RTG) constituent une source d’énergie nucléaire plus simple et moins puissante utilisée dans les vols spatiaux. Ces piles nucléaires reposent sur le processus naturel de désintégration radioactive, dans lequel un noyau moins stable se transforme en un noyau plus stable au fil du temps, libérant ainsi de l’énergie. Ce processus libère de l’énergie. Les RTG durent longtemps mais ne produisent pas assez d’énergie pour assurer la continuité d’une mission habitée.
Se préparer à aller sur la Lune
Le processus de fission nucléaire, quant à lui, divise un gros noyau atomique en fragments plus petits. Cette réaction produit beaucoup plus d’énergie que la simple désintégration, mais elle nécessite une source d’énergie externe.
Le réacteur nucléaire qui ira sur la Lune aura une conception modulaire, a déclaré Rolls-Royce, et aura également de nombreuses utilisations possibles sur Terre.
“La technologie des microréacteurs permettra de répondre aux besoins commerciaux et militaires. Elle offrira également une solution pour décarboniser l’industrie et fournir une énergie propre, sûre et fiable”, a déclaré M. Clayton.
Les ingénieurs de Rolls-Royce étudient actuellement des méthodes permettant de convertir en électricité la chaleur générée par le réacteur grâce à la fission nucléaire. Dans les réacteurs nucléaires conventionnels sur Terre, cette chaleur fait bouillir de l’eau, qui est ensuite transformée en vapeur sous pression qui fait tourner une turbine. Toutefois, un tel système pourrait s’avérer trop complexe pour une technologie adaptée à l’espace.
“Cette recherche révolutionnaire de Rolls-Royce pourrait jeter les bases d’une présence humaine continue sur la Lune. Tout en améliorant le secteur spatial britannique dans son ensemble, elle crée des emplois et génère d’autres investissements”, a ajouté Paul Bate, directeur général de l’Agence spatiale britannique.
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Constellation de satellites
Le partenariat avec Rolls-Royce intervient après que l’agence spatiale britannique a annoncé le financement d’entreprises britanniques pour développer des services de communication et de navigation pour des missions sur la Lune, dans le cadre du programme Moonlight de l’Agence spatiale européenne. L’objectif est de lancer une constellation de satellites en orbite autour de la Lune.
Cela permettra aux futurs astronautes, rovers, expériences scientifiques et autres équipements de communiquer et de partager de grandes quantités de données. Y compris des vidéos haute définition, et de naviguer en toute sécurité sur la surface lunaire.
