La NASA détaille les objectifs de ses futures missions lunaires

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| NASA

L’Agence spatiale américaine vient de publier une mise à jour de ses plans pour les prochaines missions lunaires du programme Artemis. Dans son communiqué, elle expose notamment les détails concernant le premier alunissage prévu pour 2024 et l’installation de la première base lunaire, au niveau du pôle Sud, qui doit servir d’avant-poste permanent pour des missions plus lointaines.

Pour la première fois depuis des décennies — plus exactement depuis la mission Apollo 17, en 1972 —, la NASA s’apprête à renvoyer l’Homme sur la Lune, dans le cadre de son programme Artemis. Dans un rapport de plus de 180 pages publié le 7 décembre, elle a donc défini et priorisé les objectifs pour les missions à venir, tels que la quantité d’échantillons de sol lunaire qu’elle prévoit de ramener sur Terre et les expériences scientifiques qu’elle compte mener.

La mission Artemis III, première mission habitée du programme, est prévue pour 2024 (les missions I et II sont considérées comme des missions préparatoires). Deux astronautes, un homme et une femme, qui seront vraisemblablement sélectionnés en 2022 ou 2023, se rendront sur la Lune pour un séjour de 6,5 jours environ (soit près du double des missions Apollo les plus longues). Pendant ce laps de temps, ils se livreront à diverses analyses. Priorité est donnée à l’étude des risques et des ressources du pôle sud de la Lune, où la NASA prévoit d’établir sa première station lunaire d’ici la fin de la décennie.

Sept objectifs scientifiques prioritaires

La Lune est souvent considérée comme la pierre angulaire du système solaire, et les prochaines enquêtes menées sur son sol par des humains, et non plus uniquement par des robots, aideront les scientifiques à mieux comprendre les processus planétaires fondamentaux qui se déroulent dans le système solaire et au-delà. « La Lune recèle un vaste potentiel scientifique et les astronautes vont nous aider à rendre cette science possible », a déclaré Thomas Zurbuchen, administrateur associé de la direction des missions scientifiques de la NASA.

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La sonde Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA, lancée en 2009, et d’autres missions d’observation, ont déjà fourni un large aperçu de la surface lunaire. Plus récemment, la Chine a pu prélever de nouveaux échantillons du sol lunaire grâce à sa sonde Chang’e 5. Mais une observation de l’Homme in situ apportera des informations toujours plus riches que les données récoltées par la robotique. En outre, Sarah Noble, chargée du programme lunaire, souligne que l’ajout d’une dimension humaine permettra « des analyses plus subtiles qu’une machine ne peut effectuer ». L’équipage qui se trouvera sur place pourra ainsi prendre en charge des tâches complexes, qui requièrent de la précision et de l’habileté. Les astronautes pourront également réagir plus rapidement aux découvertes et en faire part aux stations de contrôle sur Terre, sans délai de communication.

Pour définir les objectifs scientifiques de la mission, la NASA a réuni des employés fédéraux et des consultants spécialistes en science lunaire. Indépendamment des détails, le nouveau rapport de 188 pages met l’accent sur le fait que le retour de l’Homme sur la Lune sera crucial pour les objectifs scientifiques et exploratoires de la NASA pour la prochaine décennie. « Chaque seconde du temps d’un astronaute sur la surface lunaire sera méticuleusement planifiée », souligne l’Agence dans son communiqué.

hypothèse impact géant terre lune
L’hypothèse principale de l’origine de la Lune, appelée « hypothèse de l’impact géant », implique une énorme collision entre la Terre et une autre planète de la moitié de sa taille, il y a 4,5 milliards d’années. Elle suggère qu’une grande partie des débris de l’impact se sont retrouvés en orbite terrestre, puis se sont agglomérés pour former la Lune. L’un des objectifs d’Artemis est d’expliciter l’histoire de cet impact. Crédits : NASA/JPL-Caltech

Les principaux objectifs scientifiques décrits dans ce rapport se résument en sept thématiques majeures :

  • Comprendre les processus planétaires.
  • Comprendre la nature et l’origine des éléments volatils polaires lunaires (notamment la glace d’eau située au niveau du pôle Sud).
  • Expliciter l’histoire de l’impact qui serait à l’origine du système Terre-Lune.
  • Déceler des « archives » de l’activité solaire et de notre environnement astronomique.
  • Observer l’Univers et l’environnement spatial local depuis la Lune.
  • Mener des expériences dans l’environnement lunaire.
  • Enquêter sur les risques liés à l’exploration lunaire et trouver les moyens de les limiter.
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Voilà donc les grandes lignes qui guideront la mise en œuvre d’un plan concret de colonisation de la Lune. La NASA précise qu’un plan plus détaillé verra le jour lorsque les capacités du futur système d’alunissage, le Human Landing System, ainsi que le choix du site auront été définis.

Un travail de préparation conséquent

L’équipage de la première mission habitée devra se déplacer à pied lors de ses explorations ; ce n’est qu’à compter de la mission Artemis IV que la NASA prévoit d’inclure un rover. Les premières analyses concerneront ainsi une zone relativement restreinte. Au fil des missions, le camp de base d’Artemis verra le jour ; il comprendra un habitat et des systèmes électriques (probablement alimentés à l’énergie solaire ou par batteries) et des systèmes de mobilité. À mesure que l’infrastructure du camp sera développée, les missions pourront durer de plus en plus longtemps.

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Dans le cadre du programme Artemis, la NASA envisage un continuum de matériel et d’opérations de surface, notamment des activités extravéhiculaires, des rovers, des habitats stationnaires et des systèmes de soutien associés tels que des centrales électriques. Crédits : NASA

La mission Artemis III sera bien sûr précédée de travaux préliminaires, à commencer par une formation avancée en géologie pour les astronautes, dans le but de rendre leur travail sur place plus efficient. « Le programme optimal de retour d’échantillons repose sur des observations du contexte géologique effectuées par des astronautes bien entraînés, aidés par des outils modernes et une communication en temps réel avec les scientifiques sur Terre », expliquent les responsables dans le rapport. Les astronautes devront ainsi être formés pour la collecte de divers échantillons, en surface mais aussi plus en profondeur. Il est également prévu de réaliser plusieurs tests de combinaisons spatiales.

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Pour rappel la mission Artemis I consiste à tester le nouveau lanceur Space Launch System et le vaisseau spatial Orion dans leur configuration opérationnelle, mais sans équipage. Le lancement est prévu pour novembre 2021 ; Orion sera alors mis en orbite autour de la Lune. Artemis II prévoit, quant à elle, une nouvelle mise en orbite du vaisseau, avec un équipage à son bord ; ce premier vol habité est programmé pour l’été 2023. Et si tout se déroule comme prévu, deux astronautes seront déposés sur le sol lunaire l’année suivante. Bien évidemment, la mission Artemis III ne sera pas suffisante pour remplir l’ensemble des objectifs prévus. Néanmoins, elle contribuera à la mise en place d’une base de travail pour les missions suivantes prévues par le programme.

Artemis III peut potentiellement permettre à la communauté scientifique de faire des progrès significatifs sur bon nombre des objectifs scientifiques identifiés, notamment en améliorant notre compréhension de la formation et de l’évolution de la Lune, de son interaction avec le Soleil et de la manière dont l’eau et d’autres ressources sont arrivées à sa surface. Mais à travers les objectifs énoncés par la NASA, on comprend aisément que les ambitions de l’agence spatiale vont bien au-delà de notre satellite naturel. Les responsables ont d’ailleurs d’ores et déjà évoqué le fait que la station lunaire deviendra, à terme, un avant-poste pour des destinations plus lointaines, à commencer par la planète Mars.

Reste à savoir si le planning pourra être tenu. L’administration présidentielle entrante et une éventuelle révision des financements alloués à l’exploration spatiale pourraient en effet retarder la date prévue pour l’alunissage.

Source : NASA

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