Mise à jour 25 Avril 2023.
Conférence au Club
d’Astronomie de l’Université du Mans (CAUM)
De Jean Pierre
MARTIN Physicien Pdt comm Cosmologie SAF
LA NOUVELLE CONQUÊTE LUNAIRE.
Organisée par la
CAUM
Le Vendredi 14 Avril
2023 à 20H30
Photos : DB 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 est disponible sur
ma liaison ftp , mais comme elle est très copieuse je n’ai mis en
ligne que la version pdf (donc sans les animations, que j’ai inclus pour la
plupart dans le CR). Rentrer le mot de passe, puis CONFÉRENCES JPM ensuite
SAISON 2022/2023 ; elle s’appelle LA NOUVELLE CONQUETE
LUNAIRE.pdf
Elle est en pdf car en pptx avec les vidéos elle est trop lourde
(1,2 GB). Néanmoins, ceux qui la désire peuvent me la demander.
Ceux qui n'ont pas les mots de passe doivent me
contacter avant..
La présentation étant très claire et très détaillée, mon CR sera
succinct, je m’inspire aussi de CR antérieurs.
Photos : Danielle Baudvin
C’est Thierry Foucher (à droite) qui me présente, il est
responsable des animations et conférences de CAUM.
Depuis 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 !
|
|
Public
passionné par la conquête spatiale. |
NOTRE
EXPÉRIENCE DANS L’ESPACE.
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
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 ?
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 ?
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
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..)
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
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.
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.
Cliché pris le 11 Juin 2021.
Crédit : CNSA
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.
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 !
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
:
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. Elle a été retardée plusieurs fois.
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.
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.
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.
Artemis I
est rentré sur Terre après une mission réussie
Un film du lancement : https://youtu.be/uDF4wCTZUHE 1
min 40 sec
Finalement après plusieurs
reports, le lanceur SLS (98 m) de la mission Artemis I, malgré encore quelques
problèmes avec le remplissage d’Hydrogène liquide, décolle de Cap Canaveral ce
mercredi 16 Nov 2022,
tôt dans la matinée.
Mission sans astronaute, mais
essentielle pour la NASA qui doit ainsi valider son concept de retour sur la
Lune, après la dernière mission humaine, Apollo 17 en 1972.
Finalement au bout de quelques
jours la capsule Orion de la NASA a atteint la Lune et s’est mise en orbite
lunaire.
En arrivant près de la Lune, la
NASA nous gâte avec de superbes photos de la Terre et de la Lune en arrière-plan
L’orbite autour de la Lune est
bizarre, la capsule effectue de nombreux « zigzags », en fait comme on l’a déjà
évoqué, on veut tester les divers mouvements orbitaux de la capsule.
De plus cette mission doit
permettre d’aller plus loin au-delà de la Lune, que n’avaient été les
astronautes d’Apollo (oui, il faut quand même faire un peu mieux qu’Apollo 13,
il y a plus de 50 ans on dépense quand même 4 milliards de $ pour ce vol !).
Cette orbite va permettre de
s’approcher de la Lune à approx 130 km au plus près et 65.000 km au plus loin.
|
|
La NASA a appris des missions SpaceX et
chinoises, elle a truffé sa capsule de caméras permettant de faire
participer le public aux différentes phases du vol. Schéma : NASA |
Orion passe derrière la Lune photo prise le 21
Nov 2022 par une caméra située sur un panneau solaire. Le point
sombre sur la face cachée est Mare orientale Crédit NASA |
· Orion
quitte maintenant la sphère d’influence de la Lune et prend le chemin de retour
sur Terre, prévu pour le 11 dec 2022.
· On
se prépare à la séparation des deux modules, le module de service brulera dans
l’atmosphère alors que la capsule Orion sera récupérée dans le Pacifique.
· En
fait on doit absorber l’énergie d’une capsule qui se précipite à 40.000 km/h
vers la Terre (près de 11 km/s) et doit traverser l’atmosphère grâce à son
bouclier thermique énorme (2,5 m de diamètre) qui doit être capable de supporter
plus de 2500°C. C’est plus rapide que les capsules Soyuz ou Dragon qui
retournent sur Terre et plus chaud.
· Les
ingénieurs de la NASA et de Lockheed Martin ont mis au point cette technique qui
avait été inventée à l’époque Apollo, mais jamais essayée par manque
d’expérience. Il s’agit de décomposer le retour en deux phases, afin d’adoucir
les chocs pour les futurs astronautes.
· On
va effectuer d’abord un
ricochet contrôlé sur l’atmosphère qui va permettre de réduire les « g »
(on prévoit 4 g) et absorber une partie de la température au niveau du bouclier,
puis une deuxième entrée moins rapide, qui doit permettre d’évacuer le reste
d’énergie et enfin déployer les parachutes et faire splash dans le Pacifique.
Cette méthode serait aussi plus précise pour viser le point d’amerrissage.
· C’est
le test le plus important de cette mission Artemis I. c’est une manœuvre
dangereuse, car si le ricochet n’est pas contrôlé, la capsule va se perdre dans
l’espace. L’angle d’attaque est fondamental.
Ça y est c’est fait, la capsule
Orion a amerri avec succès dans le Pacifique au point prévu, la basse
Californie, le 11 décembre 2022. Il était 18h40, heure de Paris quand la
capsule a fait plouf.
Elle a été récupérée par le USS
Portland. Mission parfaitement accomplie !
On attend la suite !
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 |
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 |
ARTEMIS 1 Janvier 2023 |
PRINTEMPS/ÉTÉ 2023 POUR UN VOL ORBITAL
TERRESTRE |
COÛT |
APPROX 4 G$ PAR TIR |
BEAUCOUP MOINS CHER ? |
Tableau élaboré par JPM.
Le plus grand lanceur du monde !
(C’était avant le lancement de SLS !).
Ça
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.
Falcon Heavy en train de se présenter à la
table de lancement. Crédit photo E Musk |
Super Heavy et Starship montées sur la table
de lancement, pour le lancement du premier test. Crédit E Musk |
Un lancement test devrait avoir
lieu en Avril 2023.
Voici le film de ce demi échec
ou demi succès :
https://youtu.be/oeLt7ysPfzk
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.
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.
Le 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 !!
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 :
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.
On 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.
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 :
Indépendamment de certaines
réserves minérales, la Lune peut être intéressante dans un futur lointain avec :
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 :
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 :
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
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
Vols autour de la Lune : Un accord signé entre
l'Agence spatiale européenne et la NASA
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
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