Un engin spatial équipé d’un réacteur à propulsion nucléaire thermique aurait une énergie sans limite et une plus grande souplesse d’utilisation.
© NASA

• Vidéo Interview de Xavier Raepsaet - La propulsion nucléaire spatiale
• Diaporama Satellites d’observation et sondes spatiales : à la conquête de l’espace
• Voir toutes les ressources

Bien sûr, nous, Terriens, envoyons déjà des satellites tout autour de notre planète. Et nos sondes spatiales sillonnent le système solaire. Mais, demain, nous voudrons sans doute faire mieux : aller plus loin, plus vite, de manière plus souple. Alors il faudra passer à d’autres modes de propulsion.

Toutes les techniques de propulsion sont basées sur le même principe, dit de réaction : envoyez de la matière dans un sens (action) et vous exercerez une poussée dans l’autre (réaction). Ainsi un ballon s’envole-t-il vers le haut lorsque l’air qu’il contient est libéré vers le bas.

Aujourd’hui, la propulsion chimique utilisée pour les véhicules spatiaux atteint ses limites. Son principe est simple. Prenez le lanceur Ariane 5 : dans un premier temps, on mélange hydrogène et oxygène liquides, deux substances qui ont un fort pouvoir détonant dès qu’on les met en présence l’une de l’autre. D'autres lanceurs comme le russe Soyouz, conçu dans les années cinquante, emploient le kérosène et l'oxygène. Le résultat est le même : dans l'un et l'autre cas, la combustion de ces substances produit des gaz qu'on éjecte de manière à exercer une poussée suffisante pour faire décoller la fusée. Mais cela fait des décennies que cette solution est exploitée - elle l'était déjà lors des missions Apollo dans les années soixante-dix - sans que son efficacité soit profondément améliorée. Certes, elle permet d’atteindre des vitesses élevées dans un temps très court ; mais les ergols utilisés - c’est-à-dire les carburants - sont vite consommés. L’utilisation de tels systèmes propulsifs est donc limitée.

C’est là qu’interviennent les ingénieurs et leurs rêves de nouveaux modes de propulsion. Un petit réacteur nucléaire pourrait être incorporé dans les sondes spatiales afin de produire de l’électricité. C'est ce qu'on appelle la propulsion nucléaire électrique. Ou, mieux encore, ce réacteur nucléaire pourrait servir à chauffer un gaz qui serait ensuite éjecté dans l’espace. Dans ce cas, il s'agirait de propulsion nucléaire thermique. Ces systèmes offriraient aux engins qui en seraient pourvus une réserve d’énergie considérable.

Mais ces deux solutions présentent des risques pour l’environnement. Que se passera-t-il si la fusée explose au décollage ? Des matières fissiles risquent-elles d’être éparpillées au sol ? Les ingénieurs ont pris ces inquiétudes en compte, et ils leur apportent des réponses concrètes.