Des microréacteurs nucléaires pour la Lune : de SNAP-10A à Kilopower
Sur la Lune, la nuit dure près de deux semaines. Pour alimenter une base sans soleil, la NASA et le département américain de l'Énergie misent sur de petits réacteurs nucléaires autonomes. Un essai au sol l'a montré en 2018 : c'est possible.
Les panneaux solaires alimentent presque tous les engins spatiaux. Mais ils ont deux faiblesses : la nuit et la distance. Sur la Lune, la nuit dure près de deux semaines, et certains cratères polaires ne voient jamais le Soleil. Plus loin, au-delà de Jupiter, la lumière devient trop faible. Pour ces situations, une solution revient régulièrement depuis soixante ans : un petit réacteur à fission, qui produit de la chaleur jour et nuit pendant des années.
Pourquoi si peu de combustible suffit
La fission d'un noyau d'uranium 235 libère environ 200 MeV, soit près de 3{,}2 \times 10^{-11} joule. C'est peu pour un noyau, mais un gramme d'uranium 235 en contient environ 2{,}6 \times 10^{21}. Fissionné en totalité, ce gramme libérerait de l'ordre de 8 \times 10^{10} joules, l'équivalent d'une puissance d'un mégawatt pendant une journée. Il faudrait brûler environ deux tonnes de pétrole pour en obtenir autant.
Cette densité d'énergie explique qu'un cœur de la taille d'un rouleau d'essuie-tout puisse alimenter une installation pendant une décennie. La difficulté n'est pas le combustible, mais tout le reste : transformer la chaleur en électricité, évacuer le surplus de chaleur dans le vide, fonctionner sans opérateur, et garantir la sûreté du lancement.
SNAP-10A, le précédent de 1965
Les États-Unis ont déjà envoyé un réacteur en orbite. Le 3 avril 1965, SNAP-10A décolle de la base de Vandenberg, en Californie, vers une orbite polaire à environ 900 km d'altitude. Il démarre douze heures après le lancement et fournit d'abord plus de 600 watts électriques, grâce à une conversion thermoélectrique, sans pièce mobile. L'objectif était de tenir au moins un an à 500 watts. Au bout de 43 jours, une panne électrique du satellite porteur, et non du réacteur, met fin à l'expérience. SNAP-10A tourne toujours autour de la Terre.
Selon un document de la NASA publié en 2026, les États-Unis ont investi plus de 20 milliards de dollars en six décennies dans des dizaines de programmes nucléaires spatiaux, et n'ont fait voler qu'un seul réacteur : celui-là.
KRUSTY : le réacteur testé au sol
Le projet Kilopower a relancé l'idée. De novembre 2017 à mars 2018, la NASA, l'administration nationale de sécurité nucléaire du département de l'Énergie et le laboratoire de Los Alamos ont testé un prototype sur le site de sécurité nationale du Nevada : l'expérience KRUSTY, pour Kilopower Reactor Using Stirling Technology.
Son principe est d'une grande sobriété. Le cœur est un bloc d'uranium 235 coulé. Des caloducs au sodium, des tubes où un fluide s'évapore puis se condense, transportent passivement la chaleur, sans pompe. Des moteurs Stirling, où un gaz enfermé se dilate et se contracte, convertissent cette chaleur en électricité. La campagne s'est terminée par un essai de 28 heures à pleine puissance, qui simulait une mission complète : démarrage, montée en puissance, fonctionnement stable, arrêt. Le système a aussi encaissé des pannes simulées de moteurs et de caloducs. Les unités envisagées devaient fournir jusqu'à 10 kilowatts électriques pendant au moins dix ans.
De Fission Surface Power à LR-1
En juin 2022, la NASA et le département de l'Énergie ont confié à trois équipes industrielles, menées par Lockheed Martin, Westinghouse et IX, des études de conception de 5 millions de dollars chacune. Le cahier des charges : un réacteur lunaire de 40 kilowatts électriques, capable de fonctionner au moins dix ans, soit selon la NASA de quoi alimenter une trentaine de foyers.
En janvier 2026, les deux administrations ont signé un accord pour déployer un tel système sur la Lune d'ici 2030. La NASA présente désormais deux projets : Lunar Reactor-1, qui doit se poser sur la Lune en 2030 pour alimenter une base pendant les nuits, et Space Reactor-1 Freedom, une sonde à propulsion électrique nucléaire vers Mars, dont le lancement est visé fin 2028. Ce sont des calendriers annoncés, pas des réalisations : l'histoire du nucléaire spatial invite à la prudence.
Et sur Terre ?
Les mêmes qualités, compacité, autonomie et fonctionnement sans ravitaillement pendant des années, intéressent les stations polaires, les îles et les sites isolés, qui dépendent souvent de convois de gazole. Les freins y sont différents de ceux de l'espace : obtenir une autorisation de sûreté pour des réacteurs d'un nouveau type, et disposer d'uranium faiblement enrichi à haut titre, dit HALEU, le combustible prévu pour plusieurs de ces projets. Maîtriser en Europe les briques d'un réacteur de surface autonome est l'objet d'une marche d'Anthropolaris (voir la marche D-NRG-04) ; la propulsion électrique nucléaire en est une autre (voir la marche A-SPC-18).
Reste à franchir l'étape que KRUSTY n'a pas pu valider au sol : faire fonctionner un réacteur des années durant, loin de tout technicien, dans la poussière et le froid lunaires. Le premier qui y parviendra ouvrira la voie aux bases permanentes et aux sondes lointaines.