Une start-up britannique a choqué la communauté d’exploration spatiale après avoir dévoilé des plans pour utiliser un roman fusion nucléaire Système de propulsion pour alimenter une flotte orbitale de roquettes « semblables à l’extraterrestre » réutilisables, connues sous le nom système solaire – et au-delà.
La technologie derrière ce projet ambitieux commencera à tester cette année et pourrait en faire un espace d’ici 2027, Richard Dinanle fondateur et PDG de Pulsar Fusion, qui fait les Rockets, a déclaré à Live Science. Cependant, la société n’a fixé aucun calendrier lorsque le vaisseau spatial futuriste pourrait devenir une réalité. Un expert a déclaré à Live Science que cela pourrait être au moins une décennie, sinon plus.
Pulsar Fusion, qui fait également des propulseurs de plasma traditionnels et développe des moteurs à fission nucléaire, a annoncé d’abord le Projet Sunbird le 6 mars après avoir développé le concept dans le « secret complet » au cours de la dernière décennie, selon un communiqué envoyé par courrier électronique à Live Science. Le projet a ensuite été entièrement révélé au public le 11 mars à l’Expo spatial-dorm dans Excel Center de Londres.
En théorie, les fusées proposées seront stockées dans des quais satellites orbitaux massifs avant d’être déployés et attachés à d’autres vaisseaux spatiaux et les propulser rapidement à leurs destinations comme des « remorqueurs d’espace » géants, ce qui réduirait considérablement le coût des missions d’espace long-courrier.
UN vidéo conceptuelle montre comment les roquettes futuristes pourraient être utilisées pour transporter un vaisseau spatial plus grand vers Mars et en arrière à l’aide de stations d’accueil aux deux extrémités du voyage (voir ci-dessous).
La technologie de base des Sunbirds est les moteurs Duel Direct Fusion Drive (DDFD), qui, selon la société, exploitera le pouvoir insaisissable de la fusion nucléaire et, hypothétiquement, fournira des vitesses d’échappement beaucoup plus élevées que celles actuellement possibles.
Si cela fonctionne, cela pourrait réduire le temps potentiel vers Mars en deux et permettre aux sondes d’atteindre Pluton en 4 ans, selon Pulsar Fusion. (Le record actuel pour un voyage à Pluton est de 9,5 ans, qui était Défini par les New Horizons Spacecraft de la NASA en 2015.)
« Si nous allons être l’espèce qui se rend réellement sur d’autres planètes, les vitesses d’échappement sont à peu près la chose la plus importante », a déclaré Dinan lors d’une conférence à l’Expo spatial-dorm. « En termes de ce qui peut être (théoriquement) produit en vitesses d’échappement, la fusion est roi. »
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Fusion dans l’espace
Sur Terre, l’utilisation de la fusion nucléaire comme source d’énergie presque sans limite est encore des décennies encore des décenniesce qui, à première vue, fait que l’idée des roquettes de fusion ressemble à une pure science-fiction. Cependant, l’inverse est vrai parce que « la barre est plus faible pour la fusion dans l’espace », a déclaré Dinan à Live Science dans une interview à Space-Comm Expo.
En effet, la réaction proposée nécessaire dans l’espace est différente de ce que les physiciens tentent sur Terre. Dans les réacteurs de fusion nucléaire traditionnels, appelés tokamaks, l’objectif est de fusionner le deutérium et le tritium – à la fois des isotopes lourds ou des versions, afin d’émettre un flux constant de neutrons, ce qui génère de la chaleur (et à son tour de l’énergie), ainsi que de la sélection de plus de carburant pour la réaction continue.
Cependant, le carburant prévu pour le DDFD est le deutérium et hélium-3un isotope d’hélium extrêmement rare avec un neutron de moins que la forme dominante. Dans ce cas, la réaction pomperait des protons et leur charge peut être utilisée pour la propulsion directe. De plus, la réaction proposée ne devrait durer que pendant de courtes périodes à la fois, similaire à la des échelles de temps déjà réalisées sur Terre.
La forme et l’échelle du réacteur sont également importantes. Les tokamaks sont de grandes chambres en forme de section qui doivent imiter le vide de l’espace et résister à des températures soutenues équivalentes à la surface du soleil. Pour ce faire, ils utilisent des électromagets extrêmement puissants pour limiter le plasma en boucle constante. Mais le DDFD est un réacteur linéaire qui n’a pas besoin de contraindre complètement le plasma à l’intérieur. Dans l’espace, il y a aussi un vide naturel et des températures atteignant zéro absoluce qui empêchera le réacteur de surchauffer.
Cependant, les conceptions du DDFD sont toujours un secret étroitement gardé et n’ont pas encore été correctement testés, donc leur fonctionnement exact et leur faisabilité ne sont pas clairs.
Dinan a dit qu’il comprenait pourquoi les gens pourraient être initialement sceptiques quant à la faisabilité de la fusion dans l’espace, mais que lorsque les gens le regardent logiquement, cela commence à avoir beaucoup de sens. « C’est à tous points de vue réalisable », a-t-il ajouté. « Si nous pouvons faire de la fusion sur Terre, nous pouvons certainement faire de la fusion dans l’espace. »
Mais tout le monde n’est pas d’accord que ce sera si facile.
« Je suis sceptique, » Paulo Lozanoun professeur d’astronautique au MIT spécialisé dans les propulsions de fusée, a déclaré à Live Science dans un e-mail. « La fusion est délicate et a été difficile pour de nombreuses raisons et pendant longtemps, en particulier dans les appareils compacts. » Cependant, sans voir les conceptions de Sunbird complètes, il a ajouté qu’il n’avait « aucune base technique à juger ».
Les oiseaux de soleil sont partis
Si Pulsar peut maîtriser le DDFD, le plan consiste à utiliser les oiseaux de soleil qui en résultent comme « remorqueurs d’espace » qui peuvent propulser tout vaisseau spatial de l’orbite basse (LEO) plus loin dans l’espace – en grande partie parce que la fusion n’est pas un moyen viable ou sûr de lancer des fusées directement à partir de la surface de la Terre.
Donc plutôt que d’avoir à construire des roquettes géantes avec des propulseurs massifs afin d’échapper complètement à la gravité de la Terre, comme Rocket de vaisselle capricieuse de SpaceX Le fait, Sunbirds permettra à tout vaisseau spatial qui se rend dans Leo d’échapper à l’attraction de notre planète. Cela rendrait les missions sur la lune, Mars et au-delà beaucoup plus réalisables – et moins cher, a déclaré Dinan.
Pulsar envisage également les oiseaux de soleil agissant comme une batterie qui peut alimenter les systèmes de tout vaisseau spatial auquel il est attaché pendant le voyage. Bien que ce ne soit pas l’objectif principal.
Un autre grand tirage des oiseaux de soleil est qu’ils ne nécessiteraient que de petites quantités de carburant et pourraient être facilement remplis et rechargés alors qu’ils sont « perchés » sur leurs stations d’amarrage orbitales, ce qui les rend potentiellement beaucoup plus réutilisables que la plupart des autres systèmes de propulsion, a déclaré Dinan.
Les oiseaux de soleil auront probablement environ 100 pieds (30 mètres) de long et ont été décrits comme ayant une « conception distinctive semblable à un extraterrestre » dans le communiqué de presse initial. Cela est dû à un placage d’armure épais « de réservoir » qui, espérons-le, leur permettra de survivre à la bombardement de rayonnements cosmiques et de micrométéorites dans l’espace, c’est pourquoi ils ont l’air « super bizarre », a déclaré Dinan.
Chaque Sunbird pourrait coûter plus de 90 millions de dollars (70 millions de livres britanniques) à produire, en grande partie en raison de l’obtention de l’hélium-3 coûteuse à obtenir, a estimé Dinan. Cependant, le montant d’argent que ces fusées pourraient économiser un client potentiel signifient qu’ils en vaudraient bien, a-t-il ajouté. « Si je peux les y rendre plus rapidement, ils le paieront. »
À l’avenir, l’hélium-3 pourrait être extrait du régolithe sur la lune, ce qui serait beaucoup moins cher que d’essayer de le produire sur Terre, a déclaré Lozano. Mais cela ne fait pas actuellement partie des plans de Pulsar.
Étapes suivantes
Pulsar effectuera les premiers tests statiques du moteur DDFD cette année à l’intérieur d’une paire de chambres à vide géantes récemment construites sur le campus de la société à Bletchley, en Angleterre. Ces chambres sont les plus grandes du genre au Royaume-Uni et peut-être la plus grande d’Europe, a déclaré Dinan.
Ces tests initiaux n’utiliseront pas Helium-3 car il est trop coûteux à obtenir pour une utilisation dans un prototype, ce qui signifie que la vraie fusion ne sera pas réalisée. Au lieu de cela, un « gaz inerte » sera utilisé à sa place pour tester comment le moteur pourrait théoriquement fonctionner, a déclaré Dinan.
Ensuite, Pulsar Fusion prévoit de subir une démonstration orbitale pour certains des « composants technologiques clés » en 2027, a-t-il ajouté. Cependant, Dinan n’a pas précisé ce que cela impliquera.
Si les tests à venir réussissent, Pulsar commencera à collecter des fonds pour construire un prototype Sunbird à grande échelle et commencer à essayer de réaliser une véritable fusion en utilisant l’hélium-3. Cependant, Dinan dit qu’il n’y a pas de calendrier pour créer le premier prototype Sunbird et qu’il est « trop spéculatif » pour prédire quand cela peut se produire.
Lozano prédit « de manière optimiste » qu’un prototype Sunbird entièrement opérationnel est à au moins une décennie, mais a ajouté que les physiciens plaisantent souvent que « la fusion est de 20 ans à l’avenir et sera toujours ».
