Explorer les possibilités de propulsion nucléaire : une fusée à l'Horizon ? - Grand Oral de physique

Thèmes abordés

Troisième loi de Newton, Fission Nucléaire, Moteur-Fusée Chimique et Nucléaire, Avantagess des Moteurs Chimiques et Nucléaires, Coût Économique des Moteurs Nucléaires, Inconvénients des Moteurs Chimiques et Nucléaires, coût environnemental des Moteurs Nucléaires

Résumé du document

La NASA travaille activement en collaboration avec l'industrie et le gouvernement sur l'élaboration d'un moteur utilisant l'énergie nucléaire pour fonctionner. Il existe plusieurs types de moteurs-fusées utilisant le nucléaire, dont les moteurs thermonucléaires. Ces moteurs fonctionnent sur le principe de la troisième loi de Newton et utilisent une réaction en chaîne de fission nucléaire contrôlée pour produire de l'énergie thermique qui est ensuite transformée en poussée. Cette présentation comparera les avantages et les inconvénients des moteurs chimiques et nucléaires, ainsi que le coût économique et environnemental des moteurs nucléaires.

Extraits

[...] Celui-ci est l'épicentre d'une réaction en chaîne de fission nucléaire contrôlée sur un matériau fissile tel l'uranium 235 ou le plutonium 239 par exemple. réaction de fission nucléaire se déroule ainsi : on projette un neutron sur un noyau instable fissile, il se scinde en 2 autres noyaux plus légers et en 2 ou 3 neutrons qui frappent d'autre noyaux provoquant une réaction en chaîne. -->Chaque fission génère de l'énergie thermique. Elle sert dans les centrales nucléaires classiques à chauffer de l'eau à ébullition dont la vapeur permet d'actionner des turbines qui font tourner un alternateur qui produit un courant électrique. [...]

[...] Conclusion : -->Pour répondre à la question initialement posée, une fusée entièrement propulsée au nucléaire n'est pas envisageable, il est nécessaire d'utiliser des propulseurs chimiques pour le décollage à l'heure actuelle. Cependant, l'utilisation de cette méthode durant la mission est parfaitement envisageable et pour cause, la NASA prévoit de dévoiler un prototype de moteur à TNP d'ici 2025 pour ouvrir la voie à des missions habitées vers Mars pour la décennie 2030. Ainsi, ces nouvelles technologies semblent ouvrir la voie à une seconde ruée vers l'espace qui devrait cette fois être partagée entre entité étatique et entreprise privées . [...]

[...] Avec un moteur-fusée utilisant la propulsion thermonucléaire, cette durée peut s'abaisser à 3 mois à peine. -->Cette diminution du temps de voyage permet de résoudre de nombreux problèmes notamment en vue de missions habitées durant lesquelles les membres d'équipages sont notamment touchés par la solitude . Ceux-ci sont également affectés durant leur mission par le rayonnement UV qu'ils reçoivent directement du soleil et dont les plus dangereux ne sont alors plus filtrés par la couche d'ozone, donc risque de cancer. [...]

[...] Explorer les possibilités de propulsion nucléaire : une fusée à l'Horizon ? - Grand Oral de physique Sujet : Peut-on rêver d'une fusée nucléaire ? -->Nucléaire -->Forces de poussées Introduction (30s-1min) : D'après L'Office of Nuclear Energy, l'agence Américaine du département de l'énergie nucléaire, la NASA travaille activement en collaboration avec l'industrie et le gouvernement sur l'élaboration d'un moteur utilisant l'énergie nucléaire pour fonctionner. propulsion nucléaire est dans le radar de la NASA depuis plus de 60 ans (projet NERVA par exemple) mais jamais aucun moteur de ce type n'a été utilisé. [...]

[...] -->Cependant TNP ne répondent pas au critère écologique, ils ne sont pas utilisés pour le lancement mais seulement une fois en orbite, car un dysfonctionnement pourrait engendrer une explosion nucléaire non contrôlée, ils sont donc lancés par des moteurs chimiques. -->Quelques chiffres : - Le projet TimberWood entre 1987 et 1992 visant à la construction d'un moteur TNP à coûté 139 millions de dollars mais à été lâché pour faute de sécurité. -En comparaison, un lancement double d'Ariane 5 représente environ 180 millions de dollars. -Impulsion spécifique TNP à fission : 500-800s / Impulsion spécifique chimique : 250 -310 s. - Selon le site de la NASA, un moteur TNP proposerait globalement une efficacité double des fusées chimiques. [...]