Propulsion radioisotopique
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La propulsion radioisotopique est une technique de propulsion spatiale nucléaire utilisant la chaleur dégagée par la désintégration radioactive d'un élément pour chauffer un fluide qui est alors éjecté par une tuyère. Le principe est très semblable à celui de la propulsion nucléaire thermique par réacteur à cœur solide (type NERVA), mais beaucoup plus simple et la plupart du temps sans pièce mobile.
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Le concept est un développement du générateur thermoélectrique à radioisotope (RTG), qui produit de l'électricité à partir de la chaleur radioactive. Pour la propulsion, le système de conversion électrique est remplacé par un échangeur dans lequel circule le fluide à chauffer. Les températures atteignables vont de 1 500 à 2 000 °C, permettant une impulsion spécifique de 700 à 800 s, environ le double des performances du meilleur système de propulsion chimique (LOX/LH2).
Cependant, la puissance dégagée par un tel dispositif est assez faible. Tandis qu'un système de propulsion nucléaire thermique reposant sur une réaction en chaîne peut développer plus d'un gigawatt, un système radioisotopique ne peut espérer atteindre que quelques kilowatts. Cela implique que cette conception, bien que performante, ne produit une poussée que de quelques newtons. Afin d'avoir la meilleure puissance pour une mission de moyenne durée, ces moteurs utilisent des combustibles ayant une demi-vie courte, tels que le 210Po (138 jours), contrairement au RTG qui doit fonctionner de façon constante sur de longues périodes et utilise donc un combustible à longue demi-vie tel que le plutonium. Pour un fonctionnement de courte durée avec plus de puissance, le fermium-253 de trois jours de demi-vie a été proposé[1].
Contrairement à un moteur nucléaire thermique, ce type de réacteur est en fonctionnement permanent (comme le RTG). Il faut donc prévoir de le refroidir ou de le larguer après l'épuisement du fluide propulsif.
Essais
TRW développa assez activement un programme connu sous le nom de Poodle (« caniche ») de 1961 à 1965, et ces moteurs sont encore aujourd'hui connus sous le nom anglais de Poodle thrusters. Ce nom est un jeu de mots faisant référence au projet Rover[2] et ses moteurs plus puissants.
En , des essais moteur au sol se déroulèrent pendant 65 heures à 1 500 °C, produisant une impulsion spécifique de 650 à 700 s, une puissance de 5 kW et une poussée de 1,3 à 1,5 N. Le prototype mesurait 33 cm de long par 10 cm de diamètre pour une masse de 13,6 kg, il était conçu pour fonctionner à l'hydrogène gazeux évaporé directement du réservoir (simplifiant en plus le stockage du fluide).
