Puissance sur la Lune. Que faudra-t-il pour Survivre à la Nuit Lunaire?

Avec l’aide de partenaires internationaux et commerciaux, la NASA renvoie des astronautes sur la Lune pour la première fois depuis plus de cinquante ans. En plus d’envoyer des missions avec équipage sur la surface lunaire, l’objectif à long terme du programme Artemis est de créer l’infrastructure nécessaire pour un programme « d’exploration et de développement lunaires soutenus». Mais contrairement aux missions Apollo qui envoyaient des astronautes dans la région équatoriale de la Lune, le  programme Artemis  enverra des astronautes dans le bassin Pôle Sud-Aitken de la Lune, aboutissant à la création d’un habitat (l’  Artemis Basecamp ).

Cette région contient de nombreux cratères ombragés en permanence et connaît un cycle nocturne qui dure quatorze jours (une « nuit lunaire »). Étant donné que l’énergie solaire sera limitée dans ces conditions, les astronautes, engins spatiaux, rovers et autres éléments de surface d’Artemis auront besoin de sources d’énergie supplémentaires pouvant fonctionner dans les régions cratérisées et pendant les longues nuits lunaires. À la recherche de solutions potentielles, l’  Ohio Aerospace Institute  (OAI) et le  centre de recherche Glenn de la NASA  ont récemment organisé deux ateliers sur les technologies nucléaires spatiales conçus pour favoriser des solutions pour les missions de longue durée loin de la Terre.

Glenn de la NASA est le siège de la recherche sur les systèmes d’alimentation de la NASA, où les ingénieurs et les techniciens travaillent pour développer des méthodes avancées de production d’énergie, de conversion d’énergie et de stockage – avec des applications allant de l’énergie solaire, thermique et des batteries aux radio-isotopes, à la fission et aux piles à combustible régénératives. L’OAI, basé à Clevand, est un groupe de recherche à but non lucratif qui se consacre à la promotion de partenariats entre le gouvernement et l’industrie pour faire avancer la recherche aérospatiale. L’OAI a une longue histoire de collaboration et de contrats avec la NASA et le DoD.

Ces ateliers constituaient la dernière étape du développement collaboratif entre la NASA et le DOE de technologies nucléaires pour les programmes d’exploration spatiale en équipage. En matière de propulsion, ces efforts ont visé à faire avancer les propositions de  systèmes de propulsion nucléaire-thermique et nucléaire-électrique  (NTP/NEP). Dans le premier cas, un réacteur nucléaire est utilisé pour chauffer des propulseurs comme l’hydrogène liquide (LH 2 ); dans ce dernier, le réacteur génère de l’électricité pour un moteur magnétique qui ionise un gaz inerte comme le xénon (aka.  Ion Propulsion ).

En 2021, la NASA et le DoE ont sélectionné  trois propositions de conception de réacteurs  pour un système thermique nucléaire qui pourrait envoyer des cargaisons et des équipages sur Mars et des missions scientifiques dans le système solaire externe. Les contrats, d’une valeur d’environ 5 millions de dollars chacun, ont été attribués par l’intermédiaire du Laboratoire  national de l’Idaho  (INL) du DOE. En juin 2022, ils ont poursuivi en sélectionnant  trois propositions de concept de conception  pour un  système Fission Surface Power  (FSB) qui  étendrait le projet Kilopower de la NASA  et pourrait être envoyé sur la Lune en tant que démonstration technologique pour le programme Artemis.

Les ateliers sur les technologies nucléaires ont réuni plus de 100 ingénieurs, gestionnaires et experts en systèmes électriques du gouvernement, de l’industrie et du milieu universitaire pour discuter de sujets allant de  la puissance de surface de fission  aux  systèmes de propulsion nucléaire spatiaux . L’événement a réuni des conférenciers et des panélistes de la NASA, du Département américain de l’énergie (DoE), du Département de la défense (DoD) et du secteur commercial pour partager les connaissances, les résultats et les leçons tirées des efforts passés pour développer la technologie nucléaire. Todd Tofil, responsable du projet Fission Surface Power de la NASA, a expliqué dans un  communiqué de presse de la NASA :

« Une énergie fiable est essentielle pour l’exploration de la Lune et de Mars, et la technologie nucléaire peut fournir une énergie robuste et fiable dans n’importe quel environnement ou emplacement, quelle que soit la lumière du soleil disponible. Alors que nous avançons avec des projets tels que Fission Surface Power et la propulsion nucléaire, il est logique d’examiner le travail qui a été fait dans le passé à la NASA et dans d’autres agences pour voir ce que nous pouvons apprendre.

Par Kristin Eichmann

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