Objectif Lune : tout savoir sur le programme Artemis de la Nasa – Les Numériques

La Nasa prévoit de renvoyer l’Homme sur la Lune, cette fois pour y rester. Bien plus ambitieux qu’Apollo, le programme Artemis permettra d’installer des avant-postes permanents sur notre satellite naturel et dans son orbite. Explications…

vue Terre depuis Lune

Une vue de la Terre depuis la Lune générée par ordinateur.

© Getty

Une vue de la Terre depuis la Lune générée par ordinateur.
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Nous y sommes ! La Nasa a enfin réussi à faire décoller sa fusée et son vaisseau spatial pour un vol inhabité autour de la Lune. Avec eux, c’est en fait tout le programme Artemis qui prend son envol.
Initié par le gouvernement de Donald Trump, Artemis est un gigantesque programme visant à renvoyer l’être humain sur la Lune, un demi-siècle après la mission Apollo 17. L’objectif premier était de fouler le sol lunaire d’ici 2024, mais de nombreux événements ont perturbé le calendrier, repoussant l’objectif prévisionnel.
Quel est le but de la mission ? Quels sont les partenaires ? Quelles sont les difficultés rencontrées ? À quoi s’attendre dans les mois et années à venir ? Voici tout ce qu’il faut savoir sur le programme Artemis.
Envoyer des humains sur la Lune, la Nasa sait le faire depuis 1969, année où Neil Armstrong et Buzz Aldrin ont foulé le sol lunaire pour la première fois. L’objectif de la Nasa pour la mission Artemis est bien différent et beaucoup plus ambitieux.
À l’issue des nombreuses missions prévues jusqu’en 2028, l’agence spatiale étasunienne espère mettre en place des avant-postes permanents sur la Lune et dans son orbite, servant de relais pour une exploration spatiale plus lointaine (suivez notre regard vers Mars, la ceinture d’astéroïdes…). Pour y parvenir, la Nasa doit résoudre plusieurs problèmes telles que la production pérenne d’énergie ou l’alimentation en oxygène et en eau.
L’une des limites majeures pour l’exploration spatiale habitée est la capacité d’emport des fusées (ou charge utile). Comme la gravité de notre très proche voisine est bien inférieure à celle de la Terre, les choses pèsent moins lourd sur son sol (six fois moins). Ainsi, si l’on pouvait générer de l’oxygène sur la Lune, par exemple, et faire le plein sur place, cela permettrait de gagner en charge utile au décollage en direction de l’espace profond.

Illustration des astronautes au pôle Sud de la Lune.

Illustration des astronautes au pôle Sud de la Lune.

© Nasa

Illustration des astronautes au pôle Sud de la Lune.
© Nasa
La Nasa prévoit d’installer sa base au pôle Sud de la Lune ; un choix loin d’être anodin, car cette zone profite d’un ensoleillement suffisant pour alimenter les panneaux photovoltaïques de la future base. L’agence étudierait également la possibilité d’implanter des mini-réacteurs nucléaires afin d’être entièrement autonome et disposer de toute l’énergie nécessaire.
Cet emplacement donnerait également accès à des réserves de glace d’eau qui se cachent au fond des cratères. À l’aide d’un robot conçu à cet effet, la Nasa pourrait extraire de l’eau liquide afin de répondre aux besoins humains sur place (hydratation, culture de plantes), mais aussi emmagasiner par séparation moléculaire de l’hydrogène (carburant) et de l’oxygène (comburant).
Selon les experts de la Nasa, le régolite lunaire, soit la poussière de roche que l’on trouve à la surface du satellite, regorge également d’oxygène (40 à 45 % de sa composition), mais il n’est pas exploitable comme tel. Il convient de l’extraire, ce qui permettrait d’assurer un apport en oxygène plus que suffisant, de quoi faire vivre 8 milliards de personnes pendant environ 100 000 ans, selon un rapport. Seul — et gros — problème, cette procédure est extrêmement énergivore, d’où la réflexion autour d’une alternative à l’énergie solaire.
Notez également que la Lune, dépourvue de bouclier magnétique, est constamment frappée par des vents solaires regorgeant d’hélium 3, lequel s’accumule à la surface depuis des milliards d’années. Estimée à plus d’un million de tonnes, la quantité d’hélium 3 présente dans les trois premiers mètres du sol lunaire pourrait théoriquement générer 1000 ans de ressources énergétiques à l’ensemble de la Terre. Cela à condition de maîtriser la fusion nucléaire cependant, ce qui ne devrait pas arriver avant plusieurs décennies. À titre d’exemple les équipes du projet international ITER tablent sur de premières démonstrations commerciales d’ici 2050.
Quoi qu’il en soit, les Etats-Unis ont parfaitement conscience du caractère stratégique de cette ressource et ils ne sont pas les seuls, la Chine lorgne également sur ce trésor caché à quelques 384 000 km de nous. Même si Mars demeure l’objectif principal du programme, les richesses du sol lunaire pourraient également expliquer le regain d’intérêt récent des Etats pour notre satellite naturel.
Peu avant le décollage de la fusée, mercredi 16 novembre 2022, la Nasa est parvenue à placer un petit satellite baptisé Capstone en orbite lunaire. Moins médiatisé, l’événement est néanmoins crucial pour le programme Artemis. En fait, ce mini-satellite a pour mission de tester l’orbite de la future station spatiale lunaire de l’agence nord-américaine. Nommée Gateway, celle-ci sera le point de ravitaillement des astronautes présents sur la Lune, mais servira également de point de passage pour des missions plus lointaines, d’abri en cas de souci sur la base lunaire, de relais de communication, de laboratoire scientifique ou encore d’espace de stockage.

schéma Gateway

Le schéma de la station spatiale lunaire Gateway.

© Nasa

Le schéma de la station spatiale lunaire Gateway.
© Nasa
D’ici 2024 — une date très optimiste —, la Nasa espère lancer les deux premiers modules de la station, le système de propulsion PPE (Power and Propulsion Element) et le module d’habitation HALO (Habitation and Logistics Outpost). Il faut savoir que le Gateway sera en réalité le fruit d’un effort conjoint de 18 pays. L’ESA, l’Agence spatiale européenne, est particulièrement impliquée dans le projet. Elle travaille notamment sur les habitations, le module de ravitaillement en carburant ou encore les systèmes de communication.
Le but de la mission est donc de permettre l’établissement d’une base avancée et d’une station spatiale en orbite avec (idéalement) une présence humaine permanente. Afin d’assurer la sécurité des personnes qui seraient amenées à remplir une telle mission et d’étudier les effets du rayonnement solaire et cosmique, la mission Artemis I enverra un CubeSat dans l’espace lointain. À son bord, des levures dont les mécanismes biologiques sont proches de ceux des cellules humaines.
La Nasa est enfin parvenue à faire décoller sa puissante fusée SLS dans le cadre de son programme Artemis. Si vous l’avez raté, vous pouv…
Pour les explorations lunaires futures, l’agence spatiale américaine prévoit l’usage de rovers de transport nouvelle génération, connus sous le nom de « Lunar terrain vehicles » ou LTV. « Nous faisons des recherches approfondies pour un véhicule spatial moderne fourni par l’industrie. Comme nous planifions l’exploration à long terme de la Lune, le LTV ne sera pas le Moon Buggy de votre grand-père, utilisé lors des missions Apollo », a déclaré Nathan Howard, chef de projet en charge du LTV au Centre spatial Johnson de la NASA, dans un communiqué.

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Le futur LTV

© NASA

Le futur LTV
© NASA
Le futur véhicule lunaire sera totalement électrique, doté de pneus sans air Goodyear, d’un système de pilotage automatique et pourra être télécommandé lors de mission de transport de cargaisons par exemple.
Pour coordonner toutes les installations, les équipes et véhicules sur place, la NASA compte sur LunarNET, son projet « d’Internet lunaire ». Ce réseau de communication informatisé basé sur des standards internationaux ouverts ne permettra pas seulement de communiquer et d’échanger des données sur place et avec la Terre, il incluera aussi d’autres services comme le positionnement à la manière du GPS ou la navigation. De premiers tests auront lieu d’ici 2024.

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Schéma descriptif du réseau LunaNET

© NASA

Schéma descriptif du réseau LunaNET
© NASA
Comme écrit plus haut, la fusée Space Launch System (SLS) et le vaisseau spatial Orion se sont envolés mercredi 16 novembre 2022 pour mener à bien la mission Artemis I, dont l’objectif est de tester les différentes technologies embarquées et la viabilité des trajectoires prévues avant d’embarquer des humains à bord. C’est un vol d’essai inhabité.
We are going.

For the first time, the @NASA_SLS rocket and @NASA_Orion fly together. #Artemis I begins a new chapter in human lunar exploration. pic.twitter.com/vmC64Qgft9
Le vaisseau Orion est actuellement sorti de l’orbite terrestre et vogue en direction de la Lune. Arrivé à proximité, il aura pour objectif de se positionner en orbite à environ 100 km d’altitude, dévoilant la face cachée de la Lune. Il sera aussi soumis volontairement à de très nombreuses contraintes afin d’éprouver sa fiabilité. Il reviendra ensuite se poser en douceur sur Terre, ou plutôt en mer. La durée totale de la mission sera de 25 jours et 11 h. Si tout se déroule comme prévu, la Nasa pourra passer à l’étape suivante.
Lors de la mission Artemis II, la Nasa enverra un équipage en orbite à 9000 km au-dessus du sol lunaire, sans pour autant le faire alunir. Le but de ce premier vol habité, dont la trajectoire sera légèrement différente, est encore une fois de tester les différents systèmes en vue de la mission suivante, d’autant que certains équipements seront différents et que la navette Orion sera munie de tout le matériel nécessaire à la vie humaine à bord. Aucune date précise n’a encore été annoncée, mais si la mission Artemis I se solde par un succès, Artemis II devrait avoir lieu en 2023/2024 au plus tôt.
Prévue initialement pour fin 2024, la mission Artemis III devrait voir le retour de l’être humain sur la Lune. Néanmoins, il est impossible à l’heure actuelle d’affirmer que ce sera le cas, cette mission dépendant de nombreux paramètres encore inconnus, dont l’alunisseur n’est pas le moindre. Par ailleurs, le programme a déjà pris du retard, de sorte que l’agence américaine table plutôt sur 2025/2026 désormais.

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Le Centre spatial Kennedy avec la fusée SLS.

© NASA/Kim Shiflett

Le Centre spatial Kennedy avec la fusée SLS.
© NASA/Kim Shiflett
À noter également que si la Nasa se concentre sur la Lune actuellement, le regard de l’agence est bel est bien tourné vers Mars, l’objectif réel de ce programme spatial comme l’a précisé Reid Wiseman, astronaute en chef au Johnson Space Center. C’est pourquoi, à la suite de cette étape cruciale que représente Artemis III, le rythme des missions devrait accélérer. Actuellement, l’agence étasunienne prévoit un total de 37 missions d’ici 2028.
Pour réussir une mission d’une telle ampleur dans un délai imposé aussi court, la Nasa, qui ne dispose pas des fonds nécessaires pour une gestion en interne de A à Z, a fait appel à de nombreux partenaires comme SpaceX (qui doit s’occuper du module de surface lunaire ou du transport des premiers modules de la station Gateway), Blue Origin, Dynetics, Northrop Grumman ou encore Lockheed Martin et GM pour la fabrication du LTV.
Le lanceur SLS a également été construit par Boeing. Plus grande que la statue de la liberté avec pas moins de 98 m de hauteur, cette fusée géante sera également la plus puissante jamais conçue dans sa version la plus lourde. Elle n’avait jamais volé avant ce mercredi 16 novembre. Notez au passage que la capsule Orion ne transporte pas d’êtres humains, mais n’est pas vide pour autant. À son bord, on trouve une liste complète d’objets, des mannequins habillés de combinaisons spatiales, ainsi que le célèbre… Shaun le mouton.

Voici Shaun le mouton astronaute.

Voici Shaun le mouton astronaute.

© ESA/Aardman

Voici Shaun le mouton astronaute.
© ESA/Aardman
Même s’il est encore trop tôt pour connaître la composition finale de l’équipage, 18 futurs astronautes sont actuellement en formation pour le programme Artemis : Joseph Acaba, Kayla Barron, Raja Chari, Matthew Dominick, Victor Glover, Warren Hoburg, Jonny Kim, Christina Hammock Koch, Kjell Lindgren, Nicole A. Mann, Anne McClain, Jessica Meir, Jasmin Moghbeli, Kate Rubins, Frank Rubio, Scott Tingle, Jessica Watkins et Stéphanie Wilson.
On sait d’ores et déjà que l’une de ces femmes deviendra la première de l’histoire de l’Humanité à poser le pied sur la Lune. L’agence a également manifesté sa volonté d’ouvrir sa sélection à l’international, ainsi qu’aux personnes issues de minorités.
Dans un projet d’une telle envergure, les grains de sable dans les rouages sont légion et certains ont un impact significatif sur le calendrier. S’il est impossible de lister l’ensemble des problèmes rencontrés par l’agence, quatre d’entre eux ont été particulièrement médiatisés récemment. Il s’agit des soucis techniques et météorologiques ayant engendré l’annulation des premières tentatives de décollage de la fusée SLS dans le cadre d’Artemis I.
Prévue le 29 août dernier, la première a été annulée en raison d’une anomalie affectant un capteur de température et la seconde, programmée le 4 septembre, a été abandonnée suite à la découverte d’une fuite d’hydrogène liquide. À partir du 27 septembre, c’est la météo qui clouait la fusée au sol avec l’arrivée sur la Floride de l’ouragan Ian. Enfin, début novembre, la tempête Nicole se transformait en ouragan au milieu de l’Atlantique et frappait à son tour le Centre spatial Kennedy, contrecarrant une nouvelle fois les plans de la Nasa.

décollage fusée sls artemis nasa

Le décollage de la fusée SLS.

© Nasa

Le décollage de la fusée SLS.
© Nasa
Et si l’on remonte un peu plus loin, avant même le lancement du SLS, la route de la Nasa était déjà loin d’être droite. À l’origine, il était prévu que l’agence fasse appel à plusieurs partenaires à la suite d’un appel d’offres qui a finalement été remporté par SpaceX seul (la Nasa se justifiant par le manque de budget alloué par le Congrès). La réaction de Jeff Bezos a été immédiate et un recours a été déposé auprès du Government Accountability Office, ce qui a eu pour effet de geler le versement des avoirs à SpaceX. Finalement, ce sont bien les cinq partenaires évoqués un peu plus tôt qui travailleront avec la Nasa.
Loin de la bataille juridique, l’agence a également rencontré un problème de taille avec l’élaboration des nouvelles combinaisons spatiales. Afin d’assurer la sécurité des astronautes, la Nasa a souhaité développer le xEMU, une nouvelle combinaison qui a pris beaucoup de retard à cause de la pandémie de Covid-19, mais aussi de problèmes de financement. Axiom Space et Collins Aerospace seront les deux fabricants de cette tenue hors du commun.
La Nasa pourrait également subir des retards en fonction de l’activité solaire. En effet, notre étoile a entamé son 25e cycle d’activité de 11 ans en 2020, et selon l’intensité des pics, l’agence pourrait devoir adapter son planning afin d’assurer la sécurité des astronautes. Et là, nous oublions les nombreux problèmes impossibles à anticiper qui se présenteront forcément au fil des missions. Quoi qu’il en soit, les prochaines années seront sans aucun doute passionnantes dans le domaine de l’exploration lunaire et spatiale en règle générale. Car devinez quoi, la Chine entend bien rejoindre les États-Unis dans la course !

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La foule réunie à proximité du centre spatial Kennedy pour voir la fusée décoller du pas de tir historique 39B, utilisé pour les missions Apollo.

© NASA

La foule réunie à proximité du centre spatial Kennedy pour voir la fusée décoller du pas de tir historique 39B, utilisé pour les missions Apollo.
© NASA
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