Dans une décision stratégique audacieuse pour les États-Unis, l'administrateur par intérim de la NASA, Sean Duffy, a annoncé que les plans le 5 août 2025, pour construire un réacteur à fission nucléaire pour le déploiement sur la surface lunaire en 2030. Cela permettrait aux États-Unis de s'opplandre sur la lune en temps que la Chine prévoit d'atterrir le premier Taikonaut, ce que la Chine appelle ses astronauts, là-bas d'ici 2030.
Outre l'importance géopolitique, il existe d'autres raisons pour lesquelles cette décision est d'une importance cruciale. Une source d'énergie nucléaire sera nécessaire pour visiter Mars, car l'énergie solaire y est plus faible. Cela pourrait également aider à établir une base lunaire et potentiellement même une présence humaine permanente sur la lune, car elle offre un pouvoir constant pendant la nuit lunaire froide.
Alors que les humains se déplacent dans le système solaire, apprendre à utiliser les ressources locales est essentiel pour soutenir la vie hors Terre, en commençant par la lune voisine. La NASA prévoit de hiérarchiser le réacteur de fission en tant que puissance nécessaire pour extraire et affiner les ressources lunaires.
En tant que géologue qui étudie l'exploration spatiale humaine, je réfléchis à deux questions depuis l'annonce de Duffy. Tout d'abord, où est le meilleur endroit pour mettre un réacteur nucléaire initial sur la lune, pour vous préparer à de futures bases lunaires? Deuxièmement, comment la NASA protégera-t-elle le réacteur contre les panaches de régolithe – ou des roches lunaires vaguement fragmentées – accélérées par des engins spatiaux à proximité? Ce sont deux questions clés auxquelles l'agence devra répondre à mesure qu'elle développe cette technologie.
Où mettez-vous un réacteur nucléaire sur la lune?
Le réacteur nucléaire constituera probablement l'alimentation électrique de la base de lune initiale dirigée par les États-Unis qui soutiendra les humains qui resteront pour des durées toujours croissantes. Pour faciliter l'exploration humaine durable de la lune, l'utilisation de ressources locales telles que l'eau et l'oxygène pour le soutien à la vie et l'hydrogène et l'oxygène pour ravitailler les vaisseaux spatiaux peuvent réduire considérablement la quantité de matériel qui doit être apporté de la Terre, ce qui réduit également les coûts.
Dans les années 1990, un vaisseau spatial en orbite autour de la Lune a observé pour la première fois des cratères sombres appelés régions ombragées en permanence sur les pôles lunaires nord et sud. Les scientifiques soupçonnent maintenant que ces cratères tiennent de l'eau sous forme de glace, une ressource vitale pour les pays qui cherchent à mettre en place une présence humaine à long terme en surface. La campagne d'Artemis de la NASA vise à rendre les gens sur la lune, ciblant le pôle sud lunaire pour profiter de la glace d'eau qui y est présente.
Pour être utile, le réacteur doit être proche des gisements de glace d'eau accessibles, extractibles et raffinables. Le problème est que nous n'avons actuellement pas les informations détaillées nécessaires pour définir un tel emplacement.
La bonne nouvelle est que les informations peuvent être obtenues relativement rapidement. Six missions orbitales lunaires se sont collectées et, dans certains cas, sont toujours des données pertinentes qui peuvent aider les scientifiques à déterminer quels dépôts de glace d'eau méritent d'être poursuivis.
Ces ensembles de données donnent des indications de l'endroit où se trouvent les dépôts de glace d'eau en surface ou enterrés. Il examine ces ensembles de données en tandem qui peuvent indiquer des «prospects chauds» de la glace d'eau, que les missions Rover peuvent enquêter et confirmer ou refuser les observations orbitales. Mais cette étape n'est pas facile.
Heureusement, la NASA a déjà sa mise en place de sa mission de rover d'exploration polaire, et elle a réussi tous les tests environnementaux. Il est actuellement en stock, en attendant un tour vers la lune. La mission de Viper peut être utilisée pour enquêter sur le terrain la perspective la plus chaude de glace d'eau identifiée à partir des données orbitales. Avec suffisamment de financement, la NASA pourrait probablement avoir ces données dans un an ou deux aux pôles lunaires du Nord et du Sud.
Comment protégez-vous le réacteur?
Une fois que la NASA connaît les meilleurs endroits pour mettre un réacteur, il devra alors comprendre comment protéger le réacteur du vaisseau spatial lorsqu'ils atterrissent. Alors que le vaisseau spatial s'approche de la surface de la lune, ils suscitent de la poussière et des rochers en vrac, appelés régolithes. Il poncera tout ce qui est près du site d'atterrissage, à moins que les articles ne soient placés derrière de gros rochers ou au-delà de l'horizon, soit plus de 1,5 mile (2,4 kilomètres) sur la lune.
Les scientifiques connaissent déjà les effets de l'atterrissage à côté d'un actif pré-positionné. En 1969, Apollo 12 a atterri à 535 pieds (163 mètres) du vaisseau spatial robotique 3, qui a montré de la corrosion sur les surfaces exposées au panache d'atterrissage. La campagne Artemis aura des landers lunaires beaucoup plus importants, ce qui générera des panaches de régolithe plus importants qu'Apollo. Ainsi, tous les actifs préposés auront besoin d'une protection contre tout ce qui atterrisse à proximité, ou l'atterrissage devra se produire au-delà de l'horizon.
Jusqu'à ce que la NASA puisse développer un coussin de lancement et d'atterrissage personnalisé, l'utilisation de la topographie naturelle de la surface lunaire ou placer des actifs importants derrière de gros rochers pourrait être une solution temporaire. Cependant, un tampon construit uniquement pour le lancement et l'atterrissage des vaisseaux spatiaux sera finalement nécessaire pour tout site choisi pour ce réacteur nucléaire, car il faudra plusieurs visites pour construire une base lunaire. Bien que le réacteur nucléaire puisse fournir la puissance nécessaire pour construire un pad, ce processus nécessitera une planification et des investissements.
L'exploration de l'espace humain est compliquée. Mais construire soigneusement des actifs sur la lune signifie que les scientifiques pourront éventuellement faire la même chose beaucoup plus loin sur Mars. Alors que le diable est dans les détails, la Lune aidera la NASA à développer les capacités à utiliser les ressources locales et à construire des infrastructures qui pourraient permettre aux humains de survivre et de prospérer hors Terre à long terme.
