La liste des systèmes utilisant l'énergie nucléaire dans l'espace recense toutes les missions spatiales utilisant l'énergie nucléaire qui ont effectivement volé dans l'espace ou ont volé dans l'espace.
Modalités d'utilisation de l'énergie nucléaire dans l'espace
L'énergie nucléaire peut être utilisé de différentes manières dans l'espace : L'élément chauffant à radioisotope (en anglais RHU ) utilise la chaleur produite par la désintégration de matériaux radioactifs qui est directement utilisée pour maintenir la température des équipements les plus sensibles à la température de l'engin. Il contient généralement quelques grammes d'oxyde de plutonium dans une enveloppe formant un blindage. Le Générateur thermoélectrique à radioisotope utilise la chaleur dégagée par la désintégration de matériaux radioactifs (généralement du plutonium 238) qui est transformée en électricité via des thermocouples avec un rendement très faible (3 à 7%). Ce mode de production d'énergie a été mis en œuvre par les sondes spatiales de la NASA envoyées vers les planètes externes (MHW-RTG, GPHS-RTG) ainsi que par les astromobiles martiens récents de la NASA (MMRTG) mais uniquement pour faire fonctionner des équipements (pas d'utilisation pour la propulsion). L'énergie nucléaire électrique utilise la chaleur dégagée par la réaction de fission nucléaire pour produire de l'électricité via un convertisseur qui peut être un moteur Sterling ou utiliser un cycle de Brayton fermé (pas d'expulsion de fluide radioactif) ou ouvert. L'énergie électrique produite peut être utilisée par une propulsion spatiale électrique (NEP) ou des équipements de l'engin spatial ou pour répondre aux besoins d'une base lunaire ou martienne. Cette technique a été utilisée par la série de radars de reconnaissance soviétiques RORSAT (générateur BES-5) lancés entre 1967 et 1988. Deux réacteurs soviétiques TOPAZ plus puissants ont été également testés dans l'espace à la fin des années 1980. Les États-Unis ont testé dans l'espace un réacteur fonctionnant selon le même principe en 1965 : le SNAP-10A qui produisait 500 watts électriques. Le projet de gigantesque sonde spatiale Promotheus à destination des planètes externes utilisait également cette forme d'énergie nucléaire. Pour ses projets de base lunaire et martienne, a testé au sol des prototypes plus ou moins avancés de réacteurs de ce type : Kilopower, Fission Surface Power 1 (2007-2014). Le projet Fission Surface Power 2 objet de cet article met en oeuvre ce mode de production d'énergie. La propulsion nucléaire thermique (NTP) utilise l'énergie dégagée par un réacteur nucléaire à fission pour chauffer un fluide propulsif (généralement de l'hydrogène liquide) qui est éjecté par une tuyère (le fluide expulsé est donc radioactif...). Il s'agit d'une technique utilisée exclusivement pour la propulsion. Le NTP n'a jamais été mis en œuvre dans l'espace mais des moteurs ont été testés sur Terre. Le plus connu est le moteur américain NERVA qui produisait une poussée comprise entre 250 et 350 kilonewtons et qui a été testé entre 1964 et 1969. Les soviétiques ont de leur côté développé le moteur-fusée RD-0410 entre 1965 et les années 1980.
Les missions utilisant des éléments chauffants ne sont pas listées ci-dessous. Par ailleurs aucune mission ayant recours à la propulsion nucléaire thermique n'a jusqu'à présent (2026) été lancée.
Missions utilisant un générateur thermoélectrique à radioisotope
Missions achevées ou en cours
Pays Mission Lancement Statut du générateur Position Modèle générateur (nbre) Combustible Puissance Référence Transit-4A 1961 Orbite terrestreSNAP-3B Plutonium 238 Transit-4B 1961 Orbite terrestre SNAP-3B Plutonium 238 Transit 5BN-1 1963 Orbite terrestre SNAP-9A Plutonium 238 Transit 5BN-2 1963 En orbite terrestre SNAP-9A Plutonium 238 Transit 5BN-3 1964 Echec de la mise en orbite, détruit durant la rentrée atmosphérique.SNAP-9A Plutonium 238 Kosmos 841965 Orbite terrestre Orion-1 Plutonium 238 Kosmos 90 1965 Orbite terrestre Orion-1 Plutonium 238 Nimbus B (Nimbus-B1) 18 mai 1968 Échec du lancement, plutonium récupéré dans l'océan et réutilisé par la suite SNAP-19B (2) Plutonium 238 Nimbus 3 (Nimbus-B2) 14 avril 1969 Rentrée dans l'atmosphère en 1972SNAP-19 (2) Plutonium 238 Kosmos 300 (Moon) 12 septembre 1969 Echec du lancement, détruit durant la rentrée atmosphérique 4 jours plus tard Polonium 210 Kosmos 305 (Lune) 22 octobre 1969 Échec du lancement, détruit durant la rentrée atmosphérique 2 jours plus tard Polonium 210 Encyclopedia Astronautica article on the US-A RORSAT programme. Apollo 12 ALSEP 1969 A la surface de la Lune (Océan des Tempêtes) SNAP-27 Plutonium 238 Apollo 13 ALSEP 1970 A plus de 2000 mètres de profondeur dans la Fosse des Tonga de l'Océan Pacifique SNAP-27 Plutonium 238 Nimbus 4 1970 Orbite terrestre SNAP-19 Apollo 14 ALSEP 1971 A la surface de la Lune (Fra Mauro) SNAP-27 Plutonium 238 Apollo 15 ALSEP 1971 A la surface de la Lune (Hadley–Apennine) SNAP-27 Plutonium 238 Nimbus 5 1972 Orbite terrestre SNAP-19 Nimbus 6 1975 Orbite terrestre SNAP-19 Nimbus 7 1978 Orbite terrestre SNAP-19 Pioneer 10 1972 Trajectoire interstellaire SNAP-19 (4) Plutonium 238 + Apollo 16 ALSEP 1972 Hauts plateaux Descartes)SNAP-27 Plutonium 238 Apollo 17 ALSEP 1972 A la surface de la Lune (Taurus-Littrow) SNAP-27 Plutonium 238 Pioneer 11 1973 Sur une trajectoire interstellaire SNAP-19 (4) Plutonium 238 + Viking 1 1976 A la surface de Mars (Chryse Planitia) SNAP-19 (2) Plutonium 238 Viking 2 1976 à la surface de Mars (Utopia Planitia) SNAP-19 (2) Plutonium 238 LES-8 1976 En quasi orbite géostationnaire MHW-RTG (2) Plutonium 238 LES-9 1976 En quasi orbite géostationnaire MHW-RTG (2) Plutonium 238 Voyager 1 1977 Sur une trajectoire interstellaire MHW-RTG (3) Plutonium 238 + Voyager 2 1977 Sur une trajectoire interstellaire MHW-RTG (3) Plutonium 238 + Galileo 1989 Dans l'Atmosphère de Jupiter GPHS-RTG (2) Ulysses 1990 Sur une orbite héliocentrique GPHS-RTG Cassini–Huygens 1997 Détruit dans l'atmosphère de Saturne GPHS-RTG (3) Plutonium 238 New Horizons 2006 Sur une trajectoire interstellaire GPHS-RTG (1) Plutonium 238 MSL/Curiosity rover 2011 Surface de Mars MMRTG Plutonium 238 Chang'e 4 Cratère Von Kármán, face cachée de la LunePlutonium 238 Mars 2020/Perseverance 2020 A la surface de Mars MMRTG Plutonium 238 110 We
Missions en développement
Pays Mission Lancement Statut du générateur Position Modèle générateur (nbre) Combustible Puissance Référence Dragonfly 2028 En développement MMRTG (1) Plutonium 238
Utilisation d'un réacteur nucléaire à fission pour produire de l'électricité
Missions achevées ou en cours
Pays Mission Lancement Statut du réacteur Position Modèle réacteur Combustible Puissance Référence SNAPSHOT 1965 Sur une orbite terrestre de rebut à 1300 km SNAP-10A Uranium 235 Kosmos 198 (RORSAT) 27 décembre 1967 Orbite terrestre BES-5 ?? Uranium 235 Kosmos 209 (RORSAT) 22 mars 1968 Orbite terrestre BES-5 ?? Uranium 235 Kosmos 367 (RORSAT) 3 octobre 1970 Sur une orbite terrestre à 800 km d'altitude BES-5 ?? Uranium 235 Kosmos 402 (RORSAT) 1971 Orbite terrestre BES-5 ?? Uranium 235 Kosmos 469 (RORSAT)1971 Orbite haute BES-5 Uranium 235 Kosmos 5161972 Placé sur une orbite haute en 1972 BES-5 Uranium 235 RORSAT1973 Dans l'Océan Pacifique près du Japon BES-5 Uranium 235 Kosmos 6261973 Earth orbit BES-5 Uranium 235 Kosmos 6511974 BES-5 Uranium 235 Kosmos 6541974 BES-5 Uranium 235 Kosmos 7231975 BES-5 Uranium 235 Kosmos 7241975 BES-5 Uranium 235 Kosmos 7851975 Tombé en panne après l'insertion en orbite BES-5 Uranium 235 Kosmos 8601976 BES-5 Uranium 235 Kosmos 8611976 BES-5 Uranium 235 Kosmos 9521977 BES-5 Uranium 235 Kosmos 9541977 Explose durant sa rentrée atmosphérique en 1978 au-dessus du Canada BES-5 Uranium 235 Kosmos 11761980 Sur une orbite terrestre à une altitude de 870–970 km BES-5 Uranium 235 Kosmos 12491981 BES-5 Uranium 235 Kosmos 12661981 BES-5 Uranium 235 Kosmos 12991981 BES-5 Uranium 235 Cosmos 14021982 Détruit durant la rentrée atmosphérique au-dessus de l'Atlantique sud BES-5 Uranium 235 Kosmos 13721982 BES-5 Uranium 235 Kosmos 13651982 BES-5 Uranium 235 Kosmos 14121982 BES-5 Uranium 235 Kosmos 1461 1983 A explosé en orbite terrestre BES-5 Uranium 235 Kosmos 15971984 BES-5 Uranium 235 Kosmos 16071984 Placé sur une orbite terrestre haute en 1985 BES-5 Uranium 235 Kosmos 16701985 Placé sur une orbite terrestre haute en 1985 BES-5 Uranium 235 Kosmos 16771985 Placé sur une orbite terrestre haute en 1985 BES-5 Uranium 235 Kosmos 17361986 Placé sur une orbite terrestre haute en 1986 BES-5 Uranium 235 Kosmos 17711986 Placé sur une orbite haute en 1986BES-5 Uranium 235 Kosmos 19001987 Placé sur une orbite terrestre à 700 km d'altitude BES-5 Uranium 235 Kosmos 18601987 BES-5 Uranium 235 Kosmos 19321988 Sur une orbite à une altitude d'environ 900 km BES-5 Uranium 235 Kosmos 16821985 Placé sur une orbite haute en 1986BES-5 Uranium 235 Cosmos 1818 (RORSAT) 1987 Détruit en orbite haute TOPAZ Uranium 235 Cosmos 1867 (RORSAT) 1987 Placé sur une orbite haute TOPAZ Uranium 235
Missions en développement
Pays Mission Lancement Statut du réacteur Position Modèle réacteur Combustible Puissance Référence Space Reactor‑1 Freedom 2028 En développement ? Uranium 235 ?
Références
Bibliographie
Voir aussi
Articles connexes Générateur thermoélectrique à radioisotope propulsion nucléaire électrique Réacteur nucléaire Systems for Nuclear Auxiliary Power (SNAP) Programme de RTG et réacteurs nucléaires des décennies 1950 à 1970 de la Commission de l'énergie atomique des États-Unis Fission Surface Power, Kilopower, Space Reactor‑1 Freedom Projets récents de réacteurs nucléaires de la NASA. BES-5 et TOPAZ Réacteurs nucléaires spatiaux développés par l'Union soviétique.
Catégorie:Énergie nucléaire dans l'espace