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L'énergie solaire est suffisante pour les missions à l'intérieur de la ceinture d'astéroïdes. Mais pour les missions les plus lointaines à destination des planètes géantes du système externe ou au long courslong cours, comme Curiosity sur Mars, l'utilisation de générateurs thermoélectriques radioisotopiques, plus communément appelés RTG, à base de plutonium, est la plus adaptée. C'est la chaleurchaleur dégagée par la désintégration radioactive d'un isotopeisotope du plutonium, le plutonium 238, qui alimente les sondes en énergie.
À l'heure actuelle, c'est la seule technologie disponible et maîtrisée qui permet de se rendre aux confins du Système solaireSystème solaire. À ces distances, les panneaux solaires standard sont insuffisants pour alimenter les sondes. Seule exception à cette règle : la sonde Junosonde Juno, qui s'est envolée en août 2011 à destination de JupiterJupiter, utilise trois panneaux solaires, mais au prix d'une taille impressionnante de près de 9 m de long pour 2,7 m de large.
À l'image, un galet de plutonium 238 qui attend d'être placé dans un RTG. Les générateurs thermoélectriques radioisotopiques peuvent fonctionner pendant des décennies. © Département de l'Énergie
Du plutonium pour les sondes vers Jupiter et Saturne
Depuis le début des années 1960, 26 engins spatiaux ont été lancés avec un RTG comme source d'énergie. Sur la LuneLune, les stations scientifiques Alsep du programme Apollo sont également alimentées par des RTG, et certaines fonctionnent d'ailleurs toujours.
En théorie, un RTG peut fonctionner pendant près de 90 ans. C'est pourquoi plus de quarante ans après le lancement de Pioneer 10 en direction de l'étoile Aldébaranétoile Aldébaran, et plus de trente ans après le départ des sondes Voyager qui sont en train de quitter le Système solaire, ces sondes fonctionnent toujours. Quant au rover Curiosity, son RTG utilise environ 4,8 kgkg de plutonium 238, et la sonde New Horizons à destination de PlutonPluton, quelque 11 kg.
Bien que la production américaine de plutonium 238 ait été interrompue en 1988, les stocks actuels semblent suffisants pour les missions en préparation jusqu'à la fin de la décennie. À l'avenir, le besoin en RTG sera important, car bon nombre de sondes à destination des lunes glacées de SaturneSaturne et de Jupiter sont à l'étude ou en préparation, comme Juice. D'où des plans de relance de la production de plutonium 238 à raison de 1,5 à 2 kg chaque année par le département de l'Énergie (DoE), et l'objectif de faire évoluer les RTG actuels vers une version plus performante, qui prendrait le nom de ASRG pour Advanced Stirling RadioisotopeRadioisotope Generator.
