RHU

Une RHU (unité de chauffage radio-isotopique) est une petite source de chaleur cylindrique, généralement d'environ 2,5 centimètres de diamètre et 1,3 centimètre d'épaisseur, qui convertit l'énergie thermique de la désintégration radioactive directement en chaleur utilisable. Elle contient un radio-isotope, historiquement le plutonium-238, scellé dans plusieurs couches de confinement. Contrairement à un générateur thermoélectrique à radio-isotope (RTG), qui produit de l'électricité à partir de la différence de température créée par la chaleur de désintégration, une RHU libère simplement cette chaleur dans son environnement pour une consommation directe par les instruments des engins spatiaux et les réservoirs de propergol.

Les RHU fonctionnent en continu sans pièces mobiles, interrupteurs ou alimentation externe. Une seule unité génère environ 1 watt de puissance thermique de manière constante et fiable pendant des années. Elles sont montées directement contre les composants qui nécessitent un réchauffement, tels que les conduites de carburant, les blocs-batteries ou les composants électroniques sensibles, avec une isolation minimale entre eux. Cela les rend idéales pour les missions spatiales lointaines où les panneaux solaires deviennent inutiles et où les radiateurs ne peuvent pas dissiper suffisamment de chaleur pour éviter la défaillance des instruments dans le froid extrême près de Jupiter, Saturne ou au-delà.

Le combustible au plutonium-238 (qui avait une demi-vie d'environ 88 ans au moment des principales missions de la navette spatiale et des sondes planétaires) est pressé en une pastille de céramique et encapsulé dans de l'iridium. Cette capsule est ensuite enveloppée de molybdène et d'acier, créant un ensemble robuste qui résiste aux vibrations de lancement, à la rentrée atmosphérique et aux impacts potentiels. Chaque unité pèse environ 40 grammes. Un engin spatial peut transporter des dizaines de RHU réparties autour du bus, avec des dizaines ou des centaines au total sur une mission.

La principale contrainte à l'utilisation des RHU a toujours été la disponibilité et la politique, et non l'ingénierie. La production de plutonium-238 était un monopole d'État contrôlé; la plupart des approvisionnements provenaient du Département de l'Énergie des États-Unis ou de l'agence spatiale russe. Lorsque la production nationale de plutonium a cessé aux États-Unis en 1988, l'approvisionnement est devenu rare, et les missions ont dû conserver les unités ou les reconcevoir pour en utiliser moins. Au début des années 2010, la disponibilité des RHU était un véritable goulot d'étranglement pour les missions vers les planètes extérieures.

Les RHU restent irremplaçables pour certaines applications. Aucune batterie ne survit au stress thermique et à la durée requis. Les radiateurs ne peuvent pas rejeter suffisamment de chaleur en l'absence de lumière solaire. Les chauffages alimentés par des panneaux solaires ou des batteries primaires ajoutent de la masse, de la complexité et des modes de défaillance. Une source radio-isotopique qui émet simplement de la chaleur, ne demande rien et ne tombe en panne que si son confinement se fissure, reste l'option la plus fiable pour les engins spatiaux qui doivent fonctionner pendant une décennie ou plus dans le système solaire externe.