MARVL : le super-héros de la Nasa pour la propulsion nucléaire électrique spatiale

La propulsion nucléaire électrique pourrait réduire significativement les temps de trajets des missions spatiales. Pour envisager son déploiement à moyen terme, la Nasa a développé une technologie innovante nommée « MARVL ». C’est un concept qui permet l’assemblage en orbite des panneaux radiateurs pour le refroidissement du système.

La Nasa est depuis longtemps sollicitée pour le développement des véhicules de transport pour la conquête de Mars. Pour respecter les timings serrés, fixés à horizon 2039, l’agence accélère en se tournant vers la technologie NEP (Nuclear Electric Propulsion), qui permettraient par ailleurs de nettement réduire les temps de trajet. Cependant, celle-ci est actuellement à un stade de maturité peu avancé. C’est pourquoi, une équipe de scientifiques du centre de recherche Langley de la Nasa à Hampton en Virginie, a récemment présenté MARVL pour Modular Assembled Radiators for NEP VehicLes [1] qui permettrait de rapprocher sensiblement la propulsion nucléaire électrique de la réalité.

MARVL : un kit d’assemblage

Les systèmes de propulsion nucléaire électrique produisent d’abord de la chaleur pour ensuite la convertir en électricité. Puis, celle-ci va ioniser un gaz de manière à générer la poussée du vaisseau lors de son éjection. L’un des composants indispensables de ces moteurs est le « sous-système de rejet de chaleur primaire » (PHRS), nécessaire au refroidissement, par dissipation de la chaleur. Or, selon l’équipe de la Nasa, ce module « a une superficie comparable à la taille d’un terrain de football [dans les dispositifs actuels] », ce qui pose un certain nombre de limites techniques.

Avec MARVL, les chercheurs n’ont pas créé une super-héroïne, mais bel et bien imaginé un concept qui pourrait contourner les problématiques, en particulier liées au dépliage du dispositif. Il consiste à embarquer l’ensemble des pièces dans un lanceur puis à effectuer l’assemblage en orbite par des robots. « En segmentant le système en plusieurs pièces, on évite de devoir tout faire rentrer sous une coiffe de fusée, ce qui nous donne plus de liberté pour améliorer le design », explique Amanda Stark, responsable du projet. Une fois dans l’espace, le kit pourra être assemblé robotiquement puis raccordé au reste du système de propulsion électrique nucléaire. Un liquide métallique, tel qu’un alliage sodium-potassium, circulera ensuite au sein des panneaux radiateurs dépliés pour permettre le refroidissement du moteur.

Représentation artistique montrant les différents composants d’un système de propulsion nucléaire électrique entièrement assemblé. Source : ©Nasa

Une course contre-la-montre

« Les véhicules existants n’ont jamais envisagé l’assemblage dans l’espace lors du processus de conception, nous avons donc l’occasion de dire : « Nous allons construire ce véhicule dans l’espace. Comment allons-nous le faire ? Et à quoi ressemblera le véhicule si nous faisons cela ? » Je pense que cela va élargir notre réflexion en matière de propulsion nucléaire », a déclaré Julia Cline, mentor du projet à la direction de la recherche de la Nasa Langley. L’équipe a dorénavant deux ans pour faire avancer le concept, jusqu’à une démonstration au sol à petite échelle d’ici là. ■