NERVA - Définition

Introduction

NERVA (Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application - moteur nucléaire pour application moteur-fusée) est un programme de recherche relatif à la propulsion nucléaire thermique appliqué à la propulsion spatiale, mené aux États-Unis par la NASA entre 1960 et 1972. De nombreux prototypes de réacteurs sont testés dans le cadre de ce programme dont l'objectif est de mettre au point la propulsion d'un vaisseau spatial habité à destination de la planète Mars.

La technologie de propulsion étudiée repose sur l’éjection à grande vitesse d’hydrogène réchauffé par un réacteur nucléaire. En 1968 et 1969, un modèle expérimental d’une poussée de 250 à 350 kN fut essayé au sol. Le programme sera interrompu en 1972 lorsque la NASA fut contrainte de réduire son budget et limiter ses objectifs à la fin du programme Apollo.

Historique

Les études de propulsion nucléaire thermique furent lancées en 1955 par l'AEC et le contractant Westinghouse sous le nom de projet Rover et avec pour but le développement de missiles.

À sa création en 1958, la NASA fut associée au projet, y ajoutant les objectifs d'exploration spatiale. Le développement vraiment orienté vers la propulsion commença en 1961 sous la dénomination NERVA. Son but n'était pas de fabriquer un moteur directement destiné à une expérimentation spatiale, mais de proposer un démonstrateur validant la technologie et permettant de caractériser précisément ce moyen de propulsion en fonction des exigences des missions envisageables dans les vingt années à venir. Ainsi, les critères de sûreté et fiabilité du système primaient sur le poids et les performances. De plus, il devait pouvoir être démonté, remonté et testé en cours de mission.

Le développement se fit autour du concept de réacteur à modérateur graphite et caloporteur hydrogène. Pendant ce temps une activité moindre concernait l'étude de technologies plus risquées et plus performantes telles que les réacteurs à lit de boulets, à cœur liquide ou gazeux. Malgré les innombrables difficultés techniques inhérentes à un concept aussi nouveau, le projet avança rapidement et aboutit en 1969 au test au sol d'un moteur quasiment qualifié pour le vol.

Le projet résista longtemps aux velléités de coupes budgétaires du Congrès, notamment grâce au soutien du sénateur Clinton P. Anderson qui l'appuya au détriment du programme Voyager. Mais en 1971, alors qu'est en cours de conception un dernier étage de fusée Saturn à base de moteur NERVA réutilisable, la NASA, dont le budget avait été révisé à la baisse avec la fin du programme Apollo, n'envisage plus d'utiliser cette propulsion dans les dix ans à venir ; le budget alloué n'est que le cinquième de celui nécessaire et ne porte plus que sur quelques développements d'équipements critiques. Le programme prit officiellement fin en 1972, et les applications nucléaires spatiales se cantonnèrent ensuite aux sources d'énergie pour alimenter les missions.

Le projet coûta 1,4 milliards de dollars de 1972, soit 9,6 milliards en dollars de 1991.

La technologie de la propulsion nucléaire a été évoquée pour répondre aux besoins exprimés par l'Initiative d'Exploration Spatiale (Space Exploration Initiative ou SEI), lancée par George Bush en 1989, qui nécessitaient de revoir à la baisse la taille, le poids, le coût et la durée de voyage des véhicules spatiaux. Ces exigences imposaient une amélioration de l'impulsion spécifique au delà des possibilités de la propulsion chimique conventionnelle. La propulsion nucléaire thermique semblait alors la seule option accessible.