Comme l’explique Eve Thomas de Power Technology, le retour d’une véritable course à l’espace remet la question du nucléaire lunaire au centre des ambitions américaines, russes et chinoises.
Le projet américain de placer un réacteur nucléaire sur la Lune d’ici 2030 relance une dynamique rappelant la rivalité géopolitique des années 1950 et 1960. Comme le note Eve Thomas, Washington souhaite précéder de cinq ans le projet russo-chinois, qui vise plutôt 2035 dans le cadre de la future Station internationale de recherche lunaire. Derrière ces échéances se profile un objectif stratégique clair : assurer la première source d’énergie durable conçue pour une présence humaine permanente sur la surface lunaire.
Depuis la mission Apollo 12 en 1969, le nucléaire n’est pas étranger aux opérations spatiales. Thomas rappelle que les générateurs thermoélectriques à radioisotope (RTG) ont permis d’alimenter des dizaines de sondes et de rovers, de Pioneer à Voyager, en passant par Curiosity et Perseverance. Mais les RTG ont des limites : ils produisent peu d’énergie par kilogramme, reposent sur un plutonium rare et coûteux, et ne peuvent soutenir des habitats complets nécessitant des kilowatts – voire des mégawatts – d’électricité. L’autre option, l’énergie solaire, se heurte immédiatement à l’obscurité permanente du pôle Sud lunaire, région pourtant convoitée pour ses gisements de glace. Quant aux piles à combustible, elles offrent de la puissance mais requièrent un ravitaillement régulier, un risque trop élevé pour la survie d’une base.
C’est pourquoi, écrit Thomas, la fission est devenue la solution la plus réaliste. L’objectif du Département de l’Énergie (DoE) américain est de livrer un réacteur compact, d’environ 100 kilowatts, transportable entièrement assemblé sur un alunisseur de classe humaine capable de soutenir jusqu’à 15 tonnes. La première série de contrats attribués en 2022 à X-Energy, Westinghouse et Lockheed Martin prévoyait un prototype de 40 kW, mais la montée en puissance exigée par Artemis oblige maintenant un design plus ambitieux.
Selon les spécialistes cités par Thomas, la clé réside dans l’efficacité thermique. Le système retenu par la NASA repose sur un cycle de Brayton : un fluide chauffé par le cœur du réacteur se détend dans une turbine, produit de l’électricité, puis est refroidi par un immense radiateur avant d’être recomprimé. Dans l’environnement lunaire, l’absence d’atmosphère rend l’évacuation de la chaleur très complexe, puisqu’il est impossible de compter sur la convection. Kerry Timmons, de Lockheed Martin, explique que la gestion thermique constitue l’un des obstacles majeurs du programme. Des réacteurs refroidis à l’hélium pourraient être envisagés, estime l’ingénieur Ugur Guven, car l’hélium est stable, inertiel et performant comme agent thermique.
Mais les difficultés techniques ne se limitent pas à la thermo-régulation. Comme le rappelle Thomas, la Lune pose des défis uniques : une gravité six fois moindre qu’à la Terre, une exposition accrue aux radiations, des impacts de micrométéorites, des variations thermiques extrêmes et l’omniprésence de la poussière abrasive. La protection du réacteur devra donc être construite sur place, probablement en utilisant le régolithe local pour éviter de lancer des tonnes de matériaux depuis la Terre. Le DoE souligne également que les systèmes électroniques devront fonctionner durant des années sans intervention humaine régulière.
La dimension géopolitique du projet est omniprésente. Thomas rapporte que les États-Unis veulent sécuriser leur avance technologique, particulièrement en raison de la coopération croissante entre Moscou et Pékin. La Russie apporte son expertise historique, notamment les réacteurs TOPAZ, alors que la Chine mise sur des technologies plus récentes et sur une cartographie complète des ressources lunaires, incluant l’hélium-3, matériau potentiellement révolutionnaire pour la fusion terrestre. Les missions Chang’e 7 et 8, prévues entre 2026 et 2028, serviront de bancs d’essai clé pour le futur réacteur sino-russe.
Toutefois, l’avance américaine demeure fragile. Les retards d’Artemis III, dont l’alunissage est repoussé à 2027 en raison de problèmes avec le bouclier thermique d’Orion, montrent la difficulté d’un tel programme. Guven insiste, dans les propos rapportés par Thomas, sur un point crucial : tout dépendra du budget et de la volonté politique. Sans financement stable, avertit-il, la Chine pourrait très bien prendre la tête de la course, malgré les ambitions de la NASA et l’implication d’entreprises majeures comme SpaceX.
Dans ce nouveau face-à-face spatial, les trois puissances voient bien plus qu’un exploit scientifique. Comme le signale Thomas, le pays qui maîtrisera l’énergie nucléaire lunaire assurera sa présence stratégique dans un éventuel écosystème minier, industriel et scientifique situé hors de la Terre. Sur ce terrain, l’énergie n’est pas seulement un moyen : elle devient l’outil qui fonde et détermine toute la présence humaine au-delà de notre planète.
