logoplanetastr67

 

Mise à jour 31 Octobre 2022.

VEGA LOGO ROUGE   

CONFÉRENCE VEGA de Jean Pierre MARTIN,

Physicien, membre de la SAF et de VEGA.

Organisée par l'Association d'Astronomie VEGA et la Mairie de Plaisir

Au théâtre Robert Manuel (Château de Plaisir)

« LA NOUVELLE CONQUÊTE LUNAIRE »

Le Samedi 8 Octobre 2022 à 20H30

 

Photos : JPM pour l'ambiance. (Les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement)

Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur. Voir les crédits des autres photos si nécessaire

La présentation (sans les vidéos) est disponible sur ma liaison ftp , rentrer le mot de passe, puis CONFÉRENCES VEGA ensuite SAISON 2022/2023 ; elle s’appelle : LA NOUVELLE CONQUETE LUNAIRE.pdf.

Ceux qui n'ont pas les mots de passe doivent me contacter avant.

Cette version pdf ne comprend pas les vidéos, c’est une version courte expurgée de beaucoup de slides afin de rendre la présentation plus claire, si une version complète avec toutes les vidéos (958 MB) vous intéresse, merci de vous adresser directement à moi.

La vidéo sera disponible dans quelques jours à :

 

 

BREF COMPTE RENDU

 

 

 

Une image contenant texte, personne, intérieur, gens

Description générée automatiquement

 

 

Une image contenant texte, personne, intérieur, complet

Description générée automatiquementDepuis quelques temps, les agences spatiales semblent vouloir s’intéresser de plus en plus à un retour d’astronautes sur la Lune et même à un voyage vers la lointaine planète Mars.

 

Quelle est notre expérience dans l’espace pour nous permettre une telle vision ?

 

En avons-nous les moyens, la technologie, le budget, la volonté politique ?

 

Quels sont les projets en cours pour la Lune, les astéroïdes, pour Mars ?

 

Le but de cette présentation est de faire le point à ce sujet.

 

On présentera les nouveaux projets US comme Artemis et Starship et la nouvelle philosophie avec la station spatiale lunaire Gateway. De nombreuses autres nations s’intéressent aussi à notre voisine.

Au fait à qui appartient la Lune ?

 

 

 

 

En avant, allons marcher sur la Lune !

 

 

NOTRE EXPÉRIENCE DANS L’ESPACE.

 

·         L’épopée Apollo : 12 hommes sur la Lune entre 1969 et 1972, expérience de la mise en orbite lunaire et des EVA

·         Vols dans l’espace autour de la Terre : la Navette, les stations spatiales : Mir, Skylab, ISS, autres

·         Exploration de toutes les planètes du système solaire, navigation spatiale. Mise en orbite de sondes lunaires.

·         Nouvelles nations spatiales : Chine, Japon, Inde, Europe etc..

 

Quelques rappels.

Le 25 Mai 1961, alors que les USA n’ont que 15 minutes d’expérience de vol spatial avec A Shepard, JFK annonce devant le Congrès des USA :

« Notre nation doit s'engager à faire atterrir l'Homme sur la Lune et à le ramener sur Terre sain et sauf avant la fin de la décennie ».

C’était vraiment un pari « gonflé » ! Un défi à l’URSS !

 

LA COURSE À LA LUNE ÉTAIT LANCÉE

 

Une image contenant texte, plusieurs

Description générée automatiquement

C’est l’épopée Apollo, malgré les drames des deux côtés, la course sera gagnée par les USA le 21 Juillet 1969.

 

Notamment grace à l’énorme fusée Saturn V de Von Braun : 2800 t au décollage avec 3500 t de poussée !

 

Mais la course une fois gagnée, le public se désintéresse de la Lune, on l’oublie et on se consacre à l’exploration du système solaire et à la navette spatiale ISS.

 

 

 

 

 

Qu’avons-nous appris d’Apollo ?

·         Tout un peuple a été capable de se passionner pour un tel projet

·         L’espace peut être dangereux

·         Cela a permis de mettre au point de nombreuses techniques innovantes

·         Amélioration de l’informatique : Silicon Valley

·         Les télécommunications

·         Mylar métallisé : couverture de survie

·         Velcro

·         Lyophilisation des aliments

·         Etc..

·         Les simulations sur Terre ont été parfaites

Depuis Apollo, on n’a pas fait mieux ; on a plutôt perdu en technicité et efficacité

On a été capable par contre de réutiliser une partie des infra structures : VAB, Crawler… pour la navette

 

Qu’avons-nous appris sur la Lune ?

·         20 Juillet 1969 : Neil Armstrong premiers pas, 19 Décembre 1972 : Eugene Cernan derniers pas

·         Près de 400 kg d’échantillons ramenés, mises au point de nouvelles technologies…

·         Sismologie : pas de tremblements de Lune, uniquement impacts

·         Les roches sont principalement : basalte, brèche et anorthosite, se révèlent être un bon engrais !

·         La Lune c’est la Terre ! On confirme la thèse du grand impact

 

ON CHANGE D’ÉPOQUE, fin de la guerre froide, l’URSS s’écroule, on passe aux techniques numériques

 

 

QUE FAUT-IL POUR RETOURNER SUR LA LUNE ?

 

·         Une volonté politique et le budget qui va avec

·         De nouveaux acteurs privés et de nouvelles nations

·         Un lanceur au moins aussi performant que Saturn V

·         Une capsule type Apollo

·         Des astronautes

·         Un nouveau scaphandre

·         Une mini station en orbite lunaire servant de base de départ, le Gateway

·         Un module d’atterrisseur lunaire

·         Vaincre les dangers du voyage

·         La construction d’une base lunaire.

 

 

La volonté politique et le budget sont là, au moins de la part des USA. Trump puis Biden confirme l’intérêt de retourner sur la Lune dans le début des années 2020.

La NASA propose un budget de 21 milliards de $ (21 G$), Apollo avait couté en $ de maintenant : 150 G$.

La Chine semble aussi pouvoir mettre un certain budget sur le projet et veut absolument être les premiers.

La course reprend !

 

Mais de nouveaux acteurs rentrent en jeu.

Aussi bien en interne aux USA : SpaceX, Blue Origin, Boeing, Northrop, etc..

Car il y a eu une vraie révolution aux USA, une recomposition du paysage spatial aux USA.

Pour la première fois une société privée américaine (en Mai 2020) a envoyé une capsule prévue pour transporter des astronautes s’amarrer à l’ISS, y rester une semaine et délivrer la charge utile, puis se désamarrer pénétrer dans l’atmosphère, et se poser délicatement dans l’Atlantique.

On sait que la NASA a mis en concurrence des sociétés privés pour ses futurs vols spatiaux, ce sont SpaceX et Boeing qui ont obtenu le marché.

C’est SpaceX qui dégaine le premier avec sa nouvelle capsule pour transporter des astronautes, la Crew Dragon (ou Dragon 2) qui est une évolution de sa capsule de transport, maintes fois envoyée vers l’ISS, la Dragon.

La mission s’appelle Demo-1, la suivante (Demo-2) transporte des hommes.

SpaceX propose des lanceurs récupérables et ça fait toute la différence. Par exemple, une Falcon 9, a été ré utilisée 12 fois de suite !

L’Amérique est maintenant capable d’envoyer des astronautes américains à partir du sol américain et avec un lanceur américain.

En effet depuis la fin de l’ère navette, en Juillet 2011, les USA dépendaient du bon vouloir (et du prix de plus en plus cher) des Russes.

Un grand bravo pour les sociétés privées qui ont pu à partir de (presque) zéro, se hisser au niveau de la NASA. (Mais avec l’aide de commandes publiques de la NASA)

 

Mission Demo 2   3min30  https://youtu.be/9PZd1jFCVSQ

 

Une image contenant texte

Description générée automatiquement

SpaceX avec Crew Dragon et Boeing avec Starliner deviennent les nouveaux vaisseaux de transport vers l’ISS, on peut enfin se passer des Soyuz Russes.

 

À gauche Starliner

 

À droite Crew Dragon

 

 

Photos : Boeing et SpaceX.

 

 

 

 

 

 

 

Mais il y a aussi les autres nations !

 

Beaucoup de nations veulent se lancer dans la course à l’espace lointain (Lune, Mars..)

·         Il y a les dangereux : Chine, Inde,

·         Les moins dangereux (pour le moment) : Europe, Japon, Russie, Israël,..

 

 

La Chine :

Elle a un véritable programme spatial très ambitieux :

Station en orbite terrestre pour accueillir des astronautes

Programme lunaire avec des robots, dont un sur la face cachée de la Lune

Des astronautes chinois aluniront bientôt sur la Lune

 

Une image contenant ciel, extérieur, transport, navire

Description générée automatiquement

Le lanceur Long March 5 s’appelle en chinois CZ-5, il fait 57 m de haute et sa masse est de 867 tonnes.

Il est capable de mettre en orbite basse (LEO) 25 t et en géostationnaire 13 t.

La Chine a de fortes ambitions spatiales et notamment lunaire.

 

Elle veut s’installer de façon permanente sur la Lune.

Cela va impliquer en premier lieu des robots performants comme Chang’e-5 avec les retours d’échantillons. Ces échantillons devraient permettre aux scientifiques chinois de voir ce que l’on peut faire avec le régolithe lunaire (comme l’ESA le propose aussi) au point de vue construction.

Des robots devraient aussi se poser sur les deux pôles lunaires.

 

Les premiers astronautes à poser le pied sur la Lune au milieu des années 2020. Cela nécessitera une fusée du type Saturn, c’est Long March 9 avec ses 93 m de haut.

 

Document CNSA

 

 

 

 

 

 

 

La chine veut la Lune !

 

Elle a déjà envoyé de nombreuses sondes et rovers.

·         Chang’e-2 se met en orbite

·         Chang’e-3 atterrit, un lapin de Jade sur la Lune   https://youtu.be/cFb1E63AxNI

·         Chang’e-4 atterrit sue la face cachée de la Lune !! https://youtu.be/JJi_YEubKCY

·         Chang’e-5 atterrit et ramène des échantillons lunaires sur Terre ! de plus il effectue de nombreuses mesures in-situ.

 

 

Illustration : Chang’e-4. Crédit CNSA

 

 

 

 

Mais ce n’est pas tout, la Chine s’intéresse aussi à Mars et devient la deuxième nation à se mettre en orbite et à déposer un atterrisseur et un rover, c’est Tianwen-1 avec le rover Zhurong.

 

 

L’Inde.

L'Inde est bien un pays avec lequel il faudra compter pour la conquête spatiale.

Depuis 2008, l’Inde met avec succès en orbite des sondes autour de la Lune, Chandrayaan-1 et maintenant -2

C'est une mission de l'ISRO, Indian Space Research Organization, nom auquel il faudra s'habituer maintenant.

Outre la cartographie, la mission principale est la recherche de métaux, d'eau (glace) et d'Hélium 3 ce matériau magique que l'on ne trouve pas (ou peu) sur Terre, qui pourrait être source inépuisable pour la fusion nucléaire.

 

 

 

LE LANCEUR LUNAIRE.

 

Une image contenant fumée, arme, missile, fusée

Description générée automatiquement

Il faut un lanceur capable de vaincre l’attraction terrestre (11 km/s) et de transporter une charge utile de l’ordre de 30 à 50 tonnes.

 

Jusqu’à présent, il n’existe pas.

 

De nombreuses tentatives sont en développement dans divers pays.

 

Il faut attendre le début de la deuxième décennie du XXIème siècle pour que les USA décident enfin de reconquérir la Lune avec un programme ambitieux

But : débarquement en 20?? de 4 astronautes

 

Cela ressemble beaucoup à Apollo, c'est un Apollo sous stéroïdes ou super Apollo.

 

 

 

 

 

SLS, ARTEMIS ET STARSHIP.

 

Il va falloir s’habituer à ces nouveaux mots

En effet, les USA sont bien déterminés à retourner rapidement sur la Lune

La NASA a mis longtemps à concocter son projet de fusée géante, la SLS avec la mission dérivée d’Apollo, Artemis (c’était la sœur d’Apollon)

Les entreprises privées ne sont pas en reste, surtout SpaceX qui propose son énorme fusée Starship

 

Évidemment les Chinois ne vont surement pas regarder tout cela sans réagir !

 

Une image contenant texte, stationnaire

Description générée automatiquement

Les lanceurs, anciens, présents et futurs.

 

Rangée de gauche, les lanceurs actuels avec Falcon Heavy et delta Heavy étant les plus puissants à ce jour.

 

Au centre la cultissime Saturne V

 

À droite les lanceurs lunaires en développement :

 

SLS de la NASA

 

Starship de SpaceX

 

 

 

 

 

 

 

 

LE PROGRAMME ARTEMIS AVEC LA SLS.

 

La NASA fait un gros effort pour terminer la mise au point de son nouveau lanceur lourd, baptisé SLS : Space Launch System.

C’est ce système de lanceurs qui doit remettre la NASA dans la course à la Lune et pourquoi pas vers Mars.

C’est le fameux programme Artemis de la NASA.

Ce concept date de quelques années et il faut l’expliquer avant de rentrer dans les détails.

Il semble que le programme Artemis soit très coûteux : on évalue chaque tir à approx 4 Milliards de $ !!!

 

EN DEUX MOTS SIMPLES : la grande différence avec Apollo (pour les plus anciens qui s’en souviennent), capsule avec équipage et module lunaire et/ou cargo sont lancés en deux étapes avec deux lanceurs différents

 

Configuration des divers types de lanceurs SLS suivant leur mission. Crédit NASA.

 

Le système SLS est un ensemble de lanceurs (non récupérables) permettant d’atteindre l’orbite lunaire, d’y déposer des astronautes (capsule Orion), d’y transporter des charges utiles sur la Lune ou en orbite lunaire et peut être de viser Mars dans le futur.

La plus haute version fera 110 m de haut, (110 m de Saturn V). La plupart des éléments sont construits par Boeing. Rien n’est récupérable, à part bien sûr la capsule Orion.

 

Voir dossier SLS dans les astronews.

 

Les différentes missions Artemis :

·         Artemis 1 : Orion sans astronautes autour de la Lune et retour

·         Artemis 2 : même mission mais avec équipage

·         Artemis 3 : rendez-vous avec le PPE en orbite lunaire et premier alunissage avec astronautes (au moins une femme et un astronaute de couleur !) dans la région du Pôle Sud

·         Artemis 4 : mise en orbite lunaire par Orion des modules ESPRIT et Utilization Module pour le Gateway.

 

 

 

Pour le moment on attend Artemis I : Cette mission décollera du célèbre pas de tir 39B de l’époque Apollo, ironie de la situation, il est situé à côté du 39A aussi célèbre et loué par Elon Musk pour le lancement de ses fusées

La date de lancement prévue est Nov 2022.

Même si c’est une répétition, la charge utile est réelle, c’est la capsule Orion fabriquée par Lockheed-Martin associée à son module de service construit par les européens (ESM). S’il n’y a pas de vrais astronautes à bord, il y aura quand même des passagers : deux mannequins équipés de capteurs et de vestes devant mesurer l’influence des radiations hors du champ terrestre.

 

https://youtu.be/c5E6VGUEQWg

 

 vidéo :

 

 

Voir l’article des astronews, le défi des radiations. Il y aura à bord aussi une expérience dédiée aux radiations de l’agence Allemande DLR : « Mare », acronyme de MATROSHKA AstroRad Radiation Experiment

Après le lancement et une fois la tour de secours éjectée, le module Orion déploie ses ailes (panneaux solaires) et le second étage s’allume pour propulser l’ensemble vers l’orbite lunaire, orbite identique Apollo 8. C’est la phase TLI : Trans Lunar Injection.

Au cours du vol vers la Lune (3 jours) Orion éjectera des mini satellites CubeSats, chargés de diverses missions.

Puis mise en orbite lunaire, où la sonde devrait rester une petite semaine.

À cette occasion, la capsule Orion devrait atteindre un point derrière la Lune, plus éloigné qu’à l’époque Apollo.(70.000 km)

Finalement, on allume le moteur du module de service pour quitter l’orbite lunaire, et trois jours après on se retrouve en orbite terrestre. Classiquement, éjection du module de service, et largage du bouclier thermique une fois son rôle effectué, puis parachute et amerrissage dans le Pacifique.

 

 

Les premiers tests en réel sur le site de lancement de SLS Artemis I ne se sont pas passés parfaitement, notamment toujours des problèmes de fuite d’Hydrogène dans le remplissage d’un des moteurs. Néanmoins les dernières indications laissent à penser que le lancement serait pour le 14 Novembre.

 

 

SLS VS STARSHIP.

 

On sait que la (nouvelle) course à la Lune est compétitive. La NASA et SpaceX sont sur les rangs dans une saine émulation pour envoyer de nouveau des hommes sur la Lune, 60 ans après Apollo.

 

La NASA avait dans ses cartons le projet Ares, du programme Constellation lancé début de ce siècle, ce projet a fait long feu en 2010 et a été remplacé par Artemis.

 

SpaceX, fort de ses succès techniques (et commerciaux) a depuis toujours l’ambition d’un grand programme d’exploration et de colonisation spatiale, et a mis au point une énorme fusée, la Starship devant satisfaire ses exigences Lune, Mars et au-delà.

 

Illustration crédit : CC BY-SA 4.0

 

Examinons ce qui différencie ces deux techniques.

Basé sur ce que l’on sait en ce moment (2022), ça peut évoluer et ça évoluera surement.

 

 

 

 

 

 

 

SLS ARTEMIS NASA

 

STARSHIP SPACEX

LANCEUR

DEUX ÉTAGES

STARSHIP ET SUPER HEAVY

ERGOLS

LOX ET LH2 (-250°C)

LOX (très froid)  ET LCH4 (plus dense que H, plus facile à stocker, temp proche de LOX)

NBRE MOTEURS

4 RS-25 ET 1 ICPS POUR LE DEUXIÈME ÉTAGE

33 RAPTORS POUR 1er ETAGE
6 RAPTORS POUR STARSHIP

RÉCUPÉRABLE

NON SAUF CAPSULE

OUI TOUT

HAUTEUR

98 À 110 M SUIVANT LES VERSIONS

120 M

CHARGE UTILE

27 À 47 T ORBITE LUNAIRE

100 T EN CAS DE RAVITAILLEMENT EN ORBITE

MISSIONS

LUNE ET AU-DELÀ

LUNE ET AU-DELÀ

NOMBRE D’ASTRONAUTES

4 À BORD D’ORION

JUSQU’À 100 SI ON EN CROIT SPACEX (COLONISATION)

ATTERRISSEUR

SÉPARÉ

STARSHIP DEVRAIT POUVOIR SE POSER SUR LA LUNE

PREMIER VOL
(sans astronautes)

ARTEMIS 1 AOÛT 2022 ??
POUR UN TOUR DE LA LUNE

PRINTEMPS/ÉTÉ 2022 POUR UN VOL ORBITAL TERRESTRE

COÛT

APPROX 4 G$ PAR TIR

BEAUCOUP MOINS CHER ?

Tableau élaboré par JPM.

 

Le plus grand lanceur du monde !

 

Une image contenant ciel, terrain, extérieur

Description générée automatiquementÇa y est, Elon Musk vient d’associer son lanceur lourd Super Heavy avec son vaisseau Starship, faisant ainsi de l’ensemble, la plus puissante et le plus haute fusée du monde.

Même Saturn V est battue. Elon Musk avance à grand pas vers son objectif d’envoyer des hommes sur la Lune puis sur Mars.

La partie Super Heavy, appelée Booster 4, est un lanceur qui mesure 70 m de haut et 9 m de diamètre. Sa poussée (5500 tonnes) est DEUX fois supérieure à celle de la mythique fusée Saturn V de Von Braun qui emmena les astronautes sur la Lune. Les ergols sont cryogéniques : oxygène liquide (très froid) et méthane liquide.

 

Photo : crédit E Musk.

 

SpaceX a monté les 33 (oui trente-trois !) moteurs fusée Raptor sur le lanceur sur le site de lancement de Boca Chica Beach au Texas, qu’Elon Musk a baptisé Starbase !. Ce montage s’est apparemment fait très rapidement et sans problème, un record !

Ensuite le booster a été trainé vers le site de lancement, pour procéder à des tests

D’après Musk, une version améliorée et simplifiée du Raptor devrait bientôt voir le jour.

Quant au Starship (SN 20) il sera lui équipé de 6 Raptors.

Ils sont de deux types différents : trois Raptors pour un vol dans le vide et trois Raptors pour le vol atmosphérique dans l’atmosphère.

 

 

 

 

 

 

Une image contenant ciel, extérieur, objet d’extérieur, manège

Description générée automatiquement

Une image contenant ciel, extérieur, bateau, eau

Description générée automatiquement

Falcon Heavy en train de se présenter à la table de lancement.

Crédit photo E Musk

Super Heavy montée sur la table de lancement, Starship à droite pour la prochaine étape. Crédit E Musk

 

 

Un lancement test devrait avoir lieu avant la fin de 2022.

 

 

MAINTENANT IL NOUS FAUT UNE CAPSULE SPATIALE.

 

Pour le moment, seuls les Américains semblent avoir ce genre de vaisseau capable d’aller jusqu’à la Lune.

Ce sont la NASA et des entreprises privées.

La NASA a démarré avant les autres, mais cela ne veut pas dire qu’elle sera prête avant les partenaires privés.

La capsule de la NASA s’appelle Orion, c’est une super Apollo

 

C’est une Apollo nettement améliorée, plus grande, profitant des derniers développements concernant le bouclier thermique (comme Curiosity) et dont le revêtement externe est composé de tuiles isolantes comme la navette.

 

Bien entendu toute l’électronique est du dernier cri de la technique.

Orion est construite par Lockheed Martin.

 

La NASA a décidé de faire confiance à l’ESA pour la fourniture du module de service, basé sur les modules de liaison ATF à l’ISS.

 

Illustration : NASA.

 

 

 

 

Une capsule Orion fera partie du premier voyage test vers la Lune avec Artemis I (sans astronaute mais avec de nombreux capteurs).

 

 

La version de SpaceX est totalement différente comme on aurait pu s’y attendre, c’est le vaisseau Starship qui servira de module pour aller sur la Lune (voir plus loin).

 

 

ET LES ASTRONAUTES, ALORS ?

 

Avec tous ces nouveaux projets, il faut des Hommes, des astronautes, pour piloter ces nouvelles capsules privées.

La NASA a autorisé ses astronautes à se faire engager par ces sociétés privées.

La plupart sont des astronautes ayant déjà volé à bord de l’ISS.

Ils vont devenir les premiers astronautes « privés » de l’histoire spatiale.

 

Les neufs nouveaux astronautes, de g à dr : Suni Williams, Josh Cassada, Eric Boe, Nicole Aunapu Mann, Chris Ferguson, Doug Hurley, Bob Behnken, Mike Hopkins et Victor Glove. Photo prise au JSC. Crédit : NASA.

 

 

LES COMBINAISONS SPATIALES NOUVELLES.

 

Les dernières combinaisons spatiales portées actuellement par les astronautes datent des années 1970!

Une combinaison spatiale c’est une mini station spatiale, elle doit assurer la fourniture en oxygène, la régulation thermique, les communications, la protection contre les micrométéorites…bref comporter tout un système de survie.

En principe, il existe deux types de combinaisons : une pour les travaux en apesanteur (comme pour les EVA de l’ISS) et une pour les marches et travaux sur la surface de la Lune ou de Mars ou autres corps

Dans le premier cas, la partie inférieure est plutôt rigide car les jambes ne servent pas à grand-chose en apesanteur.

Dans le deuxième cas elle doit être suffisamment flexible comme pour les astronautes Apollo en EVA sur la Lune, et aussi trouver une solution à la poussière lunaire

De plus il existe certainement des différences entre scaphandres américains et russes.

Actuellement : Les différents types de scaphandres actuels (ISS, navette) :

Il y a deux types de scaphandre, l'américain et le russe.

L'américain s'appelle EMU : Extra Vehicular Mobility Unit et le russe Orlan (veut dire aigle en russe).

 

Pour les futurs vols spatiaux, chaque compagnie met au point ses propres combinaisons spatiales.

La plus belle : SpaceX, cette combinaison n’est faite que pour le trajet Terre-ISS et n’autorise pas des sorties dans l’espace.

La plus bleue : Boeing, plus légère et plus souple et zippable, à mon avis que pour l’intérieur de la capsule, donc pas d’EVA non plus.

Indépendamment de ces deux firmes, le MIT travaille pour la NASA, sur une combinaison juste au corps qui colle à la peau, le biosuit

Cette combinaison crée une pression à même la peau contrairement aux autres scaphandres.

Il y 3 couches : interne pour réguler la température ; centrale assure la stabilité et externe pour la protection.

Est-ce la solution aux deux types de combinaisons nécessaires (en apesanteur et sur la Lune) ?

Ou alors le nouveau projet par le fabricant des combinaisons actuelles : ILC Dover

Qui propose un scaphandre valable pour les deux modes d’opération : avec ou sans gravité.

 

La NASA semble faire confiance aux entreprises privées pour élaborer les nouveaux scaphandres.

À la fois pour l’ISS et la conquête lunaire

Notamment Axiom Space et Collins Aerospace (actuel fournisseur pour l’ISS en coopération avec ILC-Dover).

Axiom Space vient d’obtenir le contrat pour les futurs scaphandres lunaires d’Artemis III

 

 

LA NOUVELLE TECHNIQUE : LA STATION SPATIALE LUNAIRE

 

On l’appelle Gateway ou Lunar Gateway.

Une base spatiale internationale autour de la Lune servant de point de départ pour des expéditions lunaires (Gateway)

En s’inspirant de l’ISS, elle pourrait servir d’avant-poste pour aller sur la Lune ou plus loin.

 

Philosophie du Gateway. Crédit ESA/NASA

 

Les futurs vols d’astronautes vers la Lune s’arrêteront en fait au Gateway, où un atterrisseur lunaire les attendra pour aller vers la surface. On pense même qu’elle pourrait servir d’étape avant de partir vers….Mars !

 

Cette station doit être installée autour de la Lune sur une orbite la plus stable possible et surtout la plus économique possible.

Les spécialistes de la NASA et de l’ESA ont passé des mois entiers à débattre des pour et contre de différentes orbites ; ils ont finalement décidé de l’orbite choisie.

 

Cette station va obéir à une orbite du type en halo (analogue courbes de Lissajous) presque rectiligne ou NRHO (near-rectilinear halo orbit). Orbite liée aux points de Lagrange quasi stables L1 et L2 (situés approx à 60.000 km de la surface lunaire).

Au lieu d’orbiter la Lune sur une orbite basse, comme le vaisseau Apollo à l’époque, le Gateway va suivre une orbite très excentrique.

Au point le plus proche, il sera à 3000 km de la surface lunaire, au point le plus éloigné, à 70.000 km.

 

Une révolution complète sur la NRHO prend sept jours, elle permet un nombre « d’éclipses » limités, quand la station passe dans l’ombre de la Terre, important pour les panneaux solaires aussi. Sept jours semblent aussi la bonne durée pour une courte expédition lunaire, ainsi au bout de cette période le Gateway serait de nouveau à la bonne position au-dessus de la Lune.

 

Au cours du temps, cette orbite dérive un peu, et il faudra, comme pour l’ISS, l’ajuster.

Mais si cette orbite a été choisie, c’est aussi pour la faible consommation d’énergie nécessaire pour la maintenir.

Ce qui requiert le plus d’énergie, c’est de quitter l’attraction terrestre, alunir va requérir une énergie similaire dans le freinage. On peut économiser un peu de cette énergie en laissant certains éléments en orbite sur le Gateway par exemple.

On n’enverra sur la Lune que ce qui est nécessaire à partir de cet avant-poste.

 

 

ET MAINTENANT, SE POSER : LE MODULE LUNAIRE.

 

Une image contenant texte, écran, ordinateur, guichet

Description générée automatiquementLe fameux LM du programme Apollo a fonctionné sans faille, il faut élaborer un système au moins aussi performant.

 

Mais il est possible qu’on lui demande une fonction un peu différente, car certains pensent à un module partant de la station lunaire Gateway pour aller sur la Lune y rester longtemps et y revenir

 

Le rendez-vous au lieu de se faire avec le module de Commande se ferait avec le Gateway.

Mais tout n’est pas encore décidé.

 

 

 

 

La NASA a voulu faire jouer la concurrence, si bien que de nombreux projets ont vu le jour.

 

 

Si beaucoup de concepts (comme Lockheed ou Blue Origin) sont du type classique (LM mission Apollo), 9 compagnies ont été autorisées à soumettre des propositions à la NASA pour les atterrisseurs lunaires ;

La solution proposée par Elon Musk est évidemment tout à fait novatrice, quoique… ressemblant quand même à la solution Tintin des années 1950 !!

 

Une image contenant sombre, nuit

Description générée automatiquement

 

Le Starship se pose sur la Lune et comme pour la fusée du professeur Tournesol, il y a un ascenseur qui amène les astronautes au sol.

 

Bon, le concept n’est peut-être pas encore bien figé, mais c’est l’idée !

 

Le Starship pourra aussi se connecter au Gateway.

 

 

Crédit : SpaceX

 

 

 

Bref, tout est encore ouvert, mais ça avance…

 

 

LES DANGERS ET DÉFIS.

 

On a déjà évoqué maintes fois ces dangers des voyages spatiaux, en résumé :

·         Les radiations, les effets sur le corps humain

·         Le régolithe lunaire très abrasif

·         Les réserves (nourriture/oxygène) à trouver

·         Trouver une source d’énergie (nucléaire ?)

·         Vivre en permanence sur la Lune ?

 

 

OÙ SE POSER SUR LA LUNE ?

 

Ça y est on est prêts à se poser, et éventuellement à fonder une base lunaire, mais où ?

 

De nombreux pays (USA, Chine, Europe..) ont le projet d’établir une base permanente sur la Lune.

Le projet le plus avancé semble être le village lunaire de l’ESA.

Mais une question importante se pose aussi : où installer une telle base lunaire, qu’elle soit souterraine ou en surface, au moins pour les premières missions Artemis. Probablement au pôle Sud dans un des cratères exposés en permanence au Soleil (par exemple le Shackleton Crater) et où de la glace a été détectée.

Cette base a déjà un nom, c’est le camp de base Artemis ou ABC (Artemis Base Camp).

Cette base devrait pouvoir accueillir au moins 4 astronautes, offrir de bonnes communications avec la Terre, être protégé des radiations et peu éloigné des zones plongées en permanence dans l’ombre (accès à la glace !). Ces zones s’appellent des PSR (Permanetly Shadowed Regions) zones situées en permanence dans l’ombre.

Ces zones sont situées près des pôles N et S et comme elles ne reçoivent que peu ou pas de lumière solaire, elles sont extrêmement froides : de l’ordre de -200°C.

 

Et c’est là que le projet est innovant, on va utiliser les matériaux et ressources de notre satellite pour se protéger des radiations.

 

Une image contenant extérieur

Description générée automatiquementOn pense que le régolithe lunaire pourrait servir de protection aux habitats amenés depuis la Terre, comment ?

En le travaillant grâce à une imprimante 3D automatique et géante qui fabriquerait des briques de revêtement des modules habités (par exemple des dômes gonflables) et qui l’es appliqueraient couche par couche.

Non, vous ne rêvez pas, on l’a simulé sur Terre avec de la matière analogue au sol lunaire et ça marche.

 

Illustration : ESA.

 

 

 

 

 

 

 

 

https://youtu.be/pk9PWUGkz7o

 

 

 

Si une telle réalisation n’est pas possible, il ne restera plus que la solution de ..s’enterrer !

 

Il y a de nombreux tunnels de lave sur la Lune qui peuvent nous protéger.

 

 

SUR LA LUNE, POUR QUOI Y FAIRE ?

 

Quelles ressources peut-on espérer trouver sur la Lune ?

 

Si on veut que des Humains vivent sur la Lune, il nous faut trouver :

·         De l’eau : il y en a (de la glace) au fond des cratères du Pôle Sud qui ne sont jamais éclairés par le Soleil

·         De l’énergie : il existe aussi des zones éclairées en permanence par le Soleil : panneaux solaires, sinon mini réacteur nucléaire

·         De la nourriture : à produire sur place dans des serres

·         De la protection contre les radiations

 

Indépendamment de certaines réserves minérales, la Lune peut être intéressante dans un futur lointain avec :

·         L’Hélium 3 : carburant pour l’énergie nucléaire de fusion (les réacteurs actuels sont basés sur la fission), c’est l’énergie nucléaire « propre » et probable solution (lointaine ?) aux problèmes de l’énergie mondiale.

·         1 tonne d’He3 fournirait assez d’électricité pour 10 millions de personnes pendant 1 an et produirait 10.000 MW !

·         Problème du coût du transport sur Terre ?

·         Le sol lunaire présenterait une concentration de He-3 de l’ordre d’une dizaine de ppb (parties par milliard !), ces mesures sont les résultats d’analyse des échantillons ramenés par les missions Apollo et par les sondes Chinoises.

 

 

Pour le moment il semble bien que l’on s’oriente vers une (ou plusieurs) bases lunaires au Pôle Sud.

 

 

MAIS AU FAIT, À QUI APPARTIENT LA LUNE ? LES PLANÈTES ?

 

Janvier 1967 : signature du Traité de l’Espace sous l’égide de l’ONU.

« L’espace extra-atmosphérique, y compris la Lune et les autres corps célestes, ne peut faire l’objet d’appropriation nationale par proclamation de souveraineté, ni par voie d’utilisation ou d’occupation, ni par aucun autre moyen »

En 1979 nouveau texte, « on peut exploiter les ressources de la Lune, mais au bénéfice de tous les pays » mais trop vague, les grands ne le signe pas

 

En 2015, les USA adoptent le Space Act : « les citoyens américains peuvent entreprendre l’exploration et l’exploitation commerciale des ressources spatiales » mais ne prennent pas possession de corps célestes.

 

Donc, à qui appartient la Lune ?

Réponse : en principe à personne, en réalité : à ceux qui l’exploiteront en premier je suppose !

Vide juridique ? Pillage possible ?

La loi du plus fort s’appliquera-t-elle ?

 

 

 

ET APRÈS LA LUNE ? LES ASTÉROÏDES ? MARS ?

 

La NASA pense qu’une étape intermédiaire avant la conquête de Mars, pourrait être de s’intéresser aux astéroïdes.

Des industriels aussi, qui y voient une source précieuse de minéraux rares.

Ces sociétés ont l’idée de capturer un petit astéroïde géocroiseur et de le ramener sur une orbite plus facile, par exemple, autour de la Lune, afin de procéder à l’extraction de certaines parties.

 

Trois méthodes possibles :

·         Extraire et raffiner sur place

·         Prélever les minerais et les ramener sur Terre

·         Transporter l’astéroïde en un endroit plus facile pour opérer (la Lune par ex)

·         Beaucoup de nations s’intéressent à cette manne financière que pourrait rapporter l’exploitation des astéroïdes

La technologie n’est pas encore complètement prête, mais cela évolue…

Serait-ce une nouvelle ruée vers l’or ?

 

Et Mars, d’ailleurs pourquoi Mars ?

 

Parce qu’elle est là ?

Les autres planètes étant hors de portée.

La vie a-t-elle démarré sur Mars ?

Peut-on trouver le maillon manquant entre l’inerte et le vivant ?

 

Le voyage vers Mars est énormément plus compliqué qu’un retour vers la Lune, de nombreux défis doivent être relevés :

·         Le coût : des dizaines de milliards de $, peut être des centaines, nécessite surement une coopération internationale

·         Technologique : la durée du voyage, actuellement 7 mois aller, on reste sur place 18 mois et 7 mois le retour, difficile à imaginer sans saut technologique afin de réduire le temps de parcours

·         Longue période en apesanteur alors qu’à l’arrivée on aura besoin de toutes ses capacités pour atterrir

·         L’atterrissage pose problème, il doit être plus doux que pour les sondes automatiques déjà envoyées

·         Longue, trop longue exposition aux radiations

·         Il faut emmener avec soi tout ce dont on a besoin : nourriture, énergie, eau et oxygène au moins pour le début, avant de pouvoir traiter la glace martienne

·         Sinon, il faut envoyer sur place tout un ensemble de réserves qui attendront le premier équipage humain et se poser à côté !

·         Difficile à imaginer dans un avenir proche même si les Américains pensent à 2033 !! Réaliste ???????

 

Alors, utopie ?

 

Ça restera surement encore un rêve lointain, mais certains rêves deviennent réalité….

 

ON VA (RE)VIVRE UNE ÉPOQUE FORMIDABLE, RESTEZ AVEC NOUS !!!!!

 

 

 

POUR ALLER PLUS LOIN :

 

Trop de références pour être listées ici, voir le site planetastronomy.com dossier conquête lunaire

 

Voir aussi parmi les CR des conférences.

 

NASA’S SPACE LAUNCH SYSTEM descriptiF complet de la NASA.

 

Space Launch System Lift Capabilities and Configurations

 

Site SLS NASA.

 

Cinq choses à savoir sur la fusée SLS, la toute nouvelle méga-fusée de la Nasa

 

Artémis : les humains retourneront sur la Lune à l’un de ces 13 endroits

 

Orion Spacecraft NASA.

 

Vols autour de la Lune : Un accord signé entre l'Agence spatiale européenne et la NASA

 

La Nasa et l'ESA ont signé un protocole d'entente. L'Europe participera à l'exploration durable de la Lune.

 

Le site de SpaceX.

 

 

Il y a 50 ans, Apollo 11… : CR de la conférence SAF de JP Martin du 8 Mars 2019. (16/04/2019)

 

Cycle 50 ans Apollo : CR de ces confs au Palais de la Découv. En Mai/juin 2019. (16/07/2019)

 

Les Chinois et la Lune : CR de la conf SAF (Planétologie) de Ph Coué du 20 Fev 2021. (23/03/2021)

 

 

 

 

 

 

Bon ciel à tous

 

 

 

 

Jean Pierre Martin 

www.planetastronomy.com

Abonnez-vous aux astronews du site en envoyant votre e-mail.