Dans le désert des Grandes Plaines au centre de l'Amérique, un bâtiment jaune qui se fondait dans la couleur du sable se dressait seul.
C'était le site d'essai de Jackass Flats, et l'équipe chargée de reprendre le développement des moteurs-fusées nucléaires s'appelait l'équipe JFT, ou JFT pour faire court.
À l'époque où l'Amérique menait des recherches sur les fusées à propulsion nucléaire, cela incluait plusieurs projets tels que les moteurs d'essai nucléaires thermiques « Kiwi » du programme ROVER, les moteurs nucléaires thermiques « Phoebus », les moteurs nucléaires thermiques « Peewee » ; dans le programme NERVA figuraient les moteurs d'essai nucléaires NERVA NRX, les moteurs nucléaires thermiques expérimentaux, ainsi que les programmes SNTP et SEI, ce qui faisait au moins 4 projets avec 7 séries de moteurs.
Pour gagner du temps, l'équipe JFT sélectionna deux modèles qui présentaient une difficulté technique et des performances appropriées pour poursuivre leurs recherches.
Le premier était un moteur-fusée nucléaire thermique à forte poussée prévu pour les deuxième et troisième étages de fusées, et ils choisirent le « Phoebus 2A » comme conception de base.
Lors de son essai en 1967, le Phoebus 2A avait fonctionné à pleine puissance pendant 32 minutes à 4000 MW (mégawatts), avec une puissance de pointe de 4082 MW, une température de chambre de combustion de 2256 K (1982 degrés Celsius) et un débit total de 118,8 kg/s.
Utilisant l'hydrogène liquide comme carburant, le Phoebus 2A atteignait une impulsion spécifique de 821 secondes, ce qui correspondait à une poussée de 977 kN, soit environ 97,7 tonnes de poussée, le qualifiant comme moteur-fusée à forte poussée.
Le second était un dispositif de propulsion spatiale nucléaire développé à partir du moteur NERVA A6 dans le programme NERVA (Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application).
La puissance maximale du NERVA A6 pouvait atteindre 1199 MW, avec une température de chambre de combustion de 2406 K (2132 degrés Celsius) en fonctionnement, une impulsion spécifique de 869 secondes, un débit de 32,7 kg/s et une poussée d'environ 28,5 tonnes. Il pouvait maintenir sa puissance maximale pendant 60 minutes.
Le Phoebus 2A et le NERVA A6 étaient en réalité encore à des stades de développement relativement précoces, leurs conceptions conservatrices limitées par la technologie des années 60, ce qui entraînait souvent des performances réelles sur banc d'essai supérieures aux valeurs de conception.
En d'autres termes, les deux avaient encore un potentiel considérable à exploiter.
Mais même avec les seuls indicateurs actuels, ils surpassaient complètement tous les moteurs-fusées traditionnels.
Le niveau technologique du NERVA A6 suffisait à faire aller et venir une navette spatiale vers la Lune.
Avec un calcul sommaire, si la masse d'une navette spatiale décollant de l'orbite basse terrestre est de 140 tonnes, aller sur la Lune ne nécessiterait qu'environ 45 tonnes de carburant pour délivrer une charge utile de 20 tonnes, et le retour consommerait environ 20 tonnes de carburant. Il suffisait de contrôler le poids à vide de la navette spatiale à environ 55 tonnes, ce qui n'était pas difficile avec la technologie actuelle.
Bien sûr, dans la réalité, ce poids à vide de 55 tonnes devrait inclure la masse du NERVA A6 et d'un système de refroidissement plus complexe, mais cela montrait au moins que les perspectives théoriques étaient plutôt bonnes !
Le chef de l'équipe JFT, Freeman, était auparavant ingénieur senior à la DARPA, une entreprise à vocation militaire spécialisée dans la recherche sur la propulsion nucléaire. Aujourd'hui, il menait son équipe, se préparant à développer un moteur nucléaire capable de rivaliser avec l'A100 sur la base des données passées.
Freeman passa d'abord outre l'impulsion spécifique extravagante de 26 000 secondes, sceptique quant à un zéro en trop ajouté par erreur, puisque le second stade de la technologie traditionnelle des moteurs nucléaires thermiques n'avait développé que des impulsions spécifiques de 2000 à 3000 ; à l'heure actuelle, seuls les propulseurs Hall pouvaient atteindre des chiffres dans les dizaines de milliers.
Les autres indicateurs de l'A100 étaient plutôt ordinaires, avec une poussée de 100 kN dans la moyenne. Le poids global était clairement bien maîtrisé, déductible de la configuration aérodynamique du H2 et de la position des trois moteurs installés à l'arrière.
Le Phoebus A2 et le NERVA A6 sont énormes, et réduire leur poids n'est pas une mince tâche d'ingénierie.
L'armée exigeait que le plan FATS soit achevé avant juillet pour le vol inaugural, du côté de Boeing on indiquait que la rénovation du corps pouvait suivre, et puis ils sont venus presser Freeman.
Le correspondant militaire auprès de JET était un colonel, qui avait l'air jeune et soucieux, manifestement quelqu'un soutenu par l'un des gros bonnets.
Freeman : « Colonel Anthony, vous devriez savoir que tout ce qui touche au nucléaire est dangereux et nécessite une vérification très prudente avant de pouvoir être mis en usage pratique. »
Anthony Potts ne réfuta pas, il secoua au contraire une pile de photos qu'il tenait en main, comprenant des images satellites et des photos d'espionnage.
L'emplacement de la base Qingshan n'était pas exactement secret, et bien que le moteur A100 ait été camouflé lors de son transport par camion, des informateurs de l'IAA avaient tout de même réussi à prendre des clichés. De plus, ils avaient confirmé avec un détecteur portable de source de radiation qu'un moteur nucléaire était probablement en cours de transport.
Ce n'était pas que l'A100 fût un projet secret ; les sites d'essais nucléaires pour celui-ci étaient bien connus de toutes les grandes puissances. Les satellites espions confirmaient aisément que l'A100 subissait des essais.
Même si les résultats spécifiques restaient inconnus, cela agita immensément le Pentagone.
En voyant ces photos, le Dr Freeman comprit l'urgence de l'armée, mais voulut tout de même tenter un effort :
« Les recherches sur les moteurs nucléaires sont interrompues depuis longtemps, et à l'époque, les plans visaient tous à remplacer les moteurs du premier étage de fusées ; ils ne considéraient nullement leur utilisation dans l'espace. Vous ne comprenez peut-être pas, laissez-moi vous donner un exemple : c'est comme déplacer un sous-marin de la mer vers la terre et s'attendre à ce qu'il puisse encore avancer. Le saut technologique n'est pas si exagéré.
Je pense que le moteur nucléaire n'est pas la partie la plus lente, pourquoi ne pas attendre un peu ? »
Anthony Potts : « Cela nous amène au second point, Docteur Freeman. »
Il sortit un autre sac de documents classifiés, l'ouvrit devant Freeman et lui en tendit le contenu.
Ce dernier le feuilleta et découvrit qu'il contenait des dossiers sur le vaisseau spatial NX-17 — également connu sous le nom de Bâton de Mille-Jun n°1 de New Yuan dans le code de classement du Pentagone.
Anthony : « Regardez. XAP a lancé un réacteur nucléaire spatial d'essai, et sa puissance n'est pas faible. Nous l'avons scanné plusieurs fois avec plusieurs satellites infrarouges et avons trouvé que sa puissance thermique de pointe dépasse 4000 kilowatts ; l'ancien réacteur nucléaire thermique Tobas-1 de l'Union avait un rendement de conversion électrique inférieur à 5 %, et il semble que le NX-17 utilise la même technologie de production d'électricité thermoïonique, donc il doit être capable de délivrer au moins 200 kilowatts de puissance.
200 kilowatts, Docteur, ce n'est pas un petit chiffre. S'ils le doublent, il s'adaptera pile sur le H2, fournissant une puissance continue de 500 kilowatts. Avec des condensateurs, il peut atteindre plus de 1 mégawatt. N'importe quel satellite ou vaisseau spatial connu de nous peut être détruit avec l'un ou l'autre niveau de puissance. »
Le Dr Freeman lut attentivement les données collectées par le Pentagone par divers moyens, comprenant lentement les raisons d'inquiétude de l'Air Force.
La première phase du plan FATS de l'AAF prévoyait une puissance laser de seulement niveau mégawatt, et la technologie capable de soutenir une telle puissance avait presque émergé, alors que l'AAF n'avait encore rien.
Cependant, il avait quelques objections sur le NX-17.
« Le NX-17 est peu susceptible d'utiliser la production thermoïonique ; son avantage est sa petite taille et son poids léger, mais le rendement est très faible. Si une puissance élevée est vraiment nécessaire, ils utiliseraient un cycle de Brayton fermé pour la production d'électricité, qui est plus de six fois plus efficace que la thermoïonique. Le NX-17 fait 22 tonnes ; un tel volume important opterait certainement pour la production d'électricité par cycle de Brayton à échange thermique. La puissance de sortie a dû dépasser 1500 kilowatts. »
Après avoir fini de parler, Freeman jeta un nouveau coup d'œil au schéma conjectural de la structure du NX-17 et confirma :
« Exact, s'il s'agissait de production thermoïonique, ils n'auraient besoin que de moins d'un tiers du volume, et même s'ils n'étaient pas très professionnels, ils ne pourraient pas concevoir une pile thermoïonique aussi grande. Il y a une erreur ici. »
Il était tout à fait normal que des non-professionnels commettent des erreurs, et Freeman ne faisait que le souligner, mais Anthony Potts fronce les sourcils.
« Docteur Freeman, êtes-vous certain que la production thermoïonique occuperait moins d'un tiers du volume ? »
Freeman hocha la tête affirmativement avec une grande certitude : « C'est du savoir commun même chez les collégiens. Peut-être que vos analystes du renseignement ne sont pas très professionnels, mais cela n'affecte pas grand-chose.
Puisque vous en avez besoin, je ferai de mon mieux pour apporter des améliorations basées sur le NERVA A6... »
Avant qu'il ne puisse finir, Anthony interrompit Freeman d'un ton grave :
« Docteur, ce que je dois vous dire, c'est que le département d'analyse du renseignement manque effectivement d'experts nucléaires, donc ils ont demandé au Professeur Robert Patterson de l'Université de Pennsylvanie, qui a analysé la puissance du NX-17, sa puissance thermique et la méthode de production d'électricité. »
« Robert Patterson ?! » Freeman fut quelque peu incrédule ; c'était son mentor, qui ne pouvait pas commettre une erreur aussi rudimentaire.