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L’atome comme moteur, ça vous parle ? ROVER-NERVA pt1

Avec cet article, nous commençons une plongée dans le monde incroyable des fusées nucléaires (oui, vous avez bien lu, nucléaires). Ce premier article se concentrera sur la genèse du Projet ROVER et sera suivi par d’autres articles qui nous permettront d’approfondir cette thématique.

Un réacteur « Kiwi », utilisé lors du Projet ROVER

Le projet Rover est un projet américain, ayant existé de 1955 à 1973 au laboratoire scientifique de Los Alamos (LSLA), visant à développer une fusée à propulsion nucléaire thermique. Les origines du projet se trouvent, comme fréquemment à cette période de l’Histoire, dans un projet de l’US Air Force pour développer un étage supérieur de missile balistique intercontinental. La NASA a récupéré le projet après le début de la course à l’espace, pour donner suite au lancement de Spoutnik par les soviétiques. ROVER était géré conjointement par la NASA et la Commission à l’Énergie Atomique (CEA), et a été intégré au projet NERVA (Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application). Par conséquent ROVER est impliqué dans la recherche de designs de moteur-fusée nucléaires, alors que NERVA se focalise sur le déploiement de ces réacteurs, en vue de leurs utilisations dans des missions spatiales.

Avant le début du projet, les scientifiques ont examiné comment tester les éléments combustibles de MNT dans des situations non nucléaires, et ils ont étudié deux des bancs d'essai qui ont été développés pour tester les effets thermiques, chimiques et d'érosion sur ces éléments en tant que composants individuels, le Compact Fuel Element Environment Simulator (CFEET) et le Nuclear Thermal Rocket Environment Effects Simulator (NTREES). Ces bancs d'essai constituent des moyens économiques de tester les éléments combustibles avant de les charger dans un réacteur nucléaire et permettent de détecter de nombreux problèmes chimiques et structurels sans avoir à affronter le casse-tête que représente le test d'un réacteur nucléaire.

Cependant, comme tout ingénieur vous le dira, la modélisation informatique est loin d'être suffisante pour tester un système complet. Sans tests approfondis en situation réelle, aucun système ne peut être utilisé en tout en garantissant sa sûreté. Cela est particulièrement vrai pour un système aussi complexe qu'un réacteur nucléaire - et encore plus pour un moteur-fusée. Les MNT ont la merveilleuse idée d'être les deux en un seul système.


Engine Maintenance and Disassembly Facility

Lors du projet Rover, de nombreux essais de propulsion nucléaire ont été réalisés. Les programmes d'essais ont été répartis sur différents site à travers les États-Unis. Celui ayant eu lieu sur le site du Nevada a commencé lors de l'arrivée des moteurs-fusées, entièrement construits et ayant subi des essais préliminaires à Los Alamos au Nouveau Mexique : ces derniers sont arrivés par voie ferrée avec un contingent de scientifiques, d'ingénieurs et de techniciens supplémentaires. Après une nouvelle vérification de sécurité du réacteur, les moteurs ont été bardé de capteurs et d’instruments, puis reliés aux réservoirs d'hydrogène liquide utilisé comme carburant, avant d’être soumis à une série de tests jusqu'à obtention de la pleine puissance ou de la panne du moteur.

Au fur et à mesure du temps, de grands progrès ont été réalisés non seulement dans la conception du moteur-réacteur, mais aussi dans les domaines de la métallurgie, de dynamique du réacteur, de dynamique des fluides, d’ingénierie des matériaux, des techniques de fabrication, de la cryogénie et une foule d'autres domaines. Ces moteurs de fusée étaient bien au-delà des limites de la technologie. Malheureusement, cela signifiait également que les échecs étaient nombreux au début, un test sans erreur étant l’exception plutôt que la norme. Cependant, à la fin du programme Rover en 1972, une moteur-fusée nucléaire thermique a été testé avec succès en configuration de vol à plusieurs reprises. Les éléments combustibles de la fusée ont progressé à pas de géant au-delà des spécifications requises, et avec la capacité d'itérer et de tester à peu de frais de nouvelles versions de ces éléments dans de nouveaux réacteurs d'essai polyvalents et réutilisables.

Voici qui conclut cette introduction au projet ROVER et NERVA. Si cela vous a plus, dans le prochain article nous développerons sur les étapes arrivées avant les mises à feu des réacteurs du projet ROVER.

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