Si vous êtes un fan de l’espace, ce sont des jours très excitants. Il se passe tellement de choses en hauteur qu’il peut parfois être difficile de se tenir au courant des dernières nouvelles. Artemis, je viens de rentrer de la Lune, l’équipage de la Station spatiale internationale a affaire à un Soyouz en panne, SpaceX fait des progrès incroyables avec son architecture Starship, des CubeSats sont lancés dans tout le système solaire, et il semble que chaque mois une nouvelle entreprise dévoile son propre lanceur développé commercialement.
Donc, avec tout ce qui se passe, nous ne serions pas surpris si vous n’aviez pas entendu parler de la mission Lunar Flashlight de la NASA. Le vaisseau spatial de la taille d’une mallette a été lancé à bord d’un vol spécial « covoiturage » de la fusée Falcon 9 de SpaceX le 11 décembre – accompagnant deux autres engins se dirigeant vers notre voisin céleste le plus proche, l’atterrisseur japonais Hakuto-R, et un petit rover développé par les Émirats arabes unis. Il fut un temps où un lancement comme celui-là aurait été une grande nouvelle, mais étant donné que ce n’était que le deuxième des sept lancements que SpaceX a effectués en décembre seulement, cela n’a pas fait beaucoup de gros titres.
Mais récemment, cela a commencé à changer. Il y a un buzz croissant autour de Lunar Flashlight, mais malheureusement, pas pour les raisons que nous espérions habituellement. Il semble que le petit explorateur ait rencontré des problèmes avec son système propulseur « vert » de pointe, et à moins que le problème ne soit résolu rapidement, la mission prometteuse pourrait se terminer avant même d’avoir eu la chance de commencer.
Faire la lumière sur la glace lunaire
Après des décennies de faux départs, il semble que la NASA envisage enfin sérieusement de rafraîchir l’approvisionnement de la Lune en drapeaux américains. Mais alors que les missions Apollo n’ont vu que des astronautes faire de courtes escapades sur la surface lunaire, le programme Artemis promet d’établir une présence humaine à long terme sur et autour de la Lune. Pour y parvenir, l’agence spatiale a besoin d’autant d’informations que possible sur l’environnement lunaire, d’où l’augmentation notable des missions de reconnaissance récemment.
Lunar Flashlight est l’une de ces missions. Son objectif est de rechercher et de quantifier les dépôts de glace d’eau sur la Lune, en particulier dans les cratères ombragés en permanence situés dans les régions polaires. Une carte précise de ces dépôts de glace, une fois confirmée par une mission robotique ultérieure, influencera presque certainement le processus de prise de décision lorsque viendra le temps d’établir l’emplacement du premier avant-poste lunaire de l’humanité. Un approvisionnement local en glace signifie que l’installation pourrait produire son propre oxygène et propulseurs de fusée, sans parler de fournir de l’eau potable vitale aux astronautes.
À l’origine, Lunar Flashlight devait être équipée d’une grande voile solaire, qui aurait été utilisée pour réfléchir 50 kW de lumière solaire vers la surface de la Lune afin de faciliter les observations visuelles et spectrales. À une altitude de 20 kilomètres (12 miles), on a estimé que le vaisseau spatial aurait pu éclairer un point de 400 mètres (1 300 pieds) de diamètre.
Comme on pouvait s’y attendre, la version finale du matériel s’est avérée beaucoup moins fantaisiste. Il descendra toujours à une altitude de 20 km, mais la voile solaire a été remplacée par quatre lasers fonctionnant à différentes longueurs d’onde infrarouge : 1,064, 1,495, 1,85 et 1,99 µm.
Les faisceaux éclaireront un point de 35 m (115 pieds) de la surface lunaire, la lumière réfléchie étant collectée par un miroir et dirigée vers un photodétecteur à l’arséniure d’indium et de gallium (InGaAs). Le principe de base est que la glace devrait absorber une partie de la lumière laser, tandis que le régolithe hautement réfléchissant en rebondira davantage vers le vaisseau spatial. L’espoir est que ces données de réflectivité, lorsqu’elles sont combinées avec les observations existantes, confirmeront enfin l’emplacement et la densité de la glace d’eau de surface.
Bien sûr, tout cela est sans objet si le vaisseau spatial Lunar Flashlight ne se rend jamais sur la Lune.
En Poussée Nous Avons Confiance
Selon la dernière mise à jour de la NASA, les contrôleurs au sol ont noté que trois des quatre propulseurs du vaisseau spatial sont sous-performants. Cela semblerait faire allusion à une sorte de problème systémique plutôt qu’à un problème avec la conception du propulseur ou le matériel de contrôle, c’est là que les choses commencent à devenir intéressantes.
Lunar Flashlight est le premier vaisseau spatial à utiliser un nouveau propulseur « vert » connu sous le nom d’AF-M315E en dehors de l’orbite terrestre basse. Non seulement ce nouveau propulseur est moins toxique que l’hydrazine traditionnellement utilisée, mais il est plus efficace : il offre une impulsion spécifique (ISP) supérieure de 12 % et est environ 50 % plus dense, ce qui vous permet d’accumuler plus de poussée dans un réservoir de même taille. Rien que pour des raisons de performances, le nouveau propulseur valait la peine d’être examiné – la toxicité plus faible, qui rendra la manipulation des engins au sol plus facile et plus sûre, n’est vraiment qu’un bonus supplémentaire.
Maintenant, il ne fait aucun doute que l’AF-M315E fonctionne. La mission d’infusion de propulseur vert (GPIM) a passé plus d’un an en orbite pour tester le nouveau propulseur et quantifier ses performances, et la formule avait été étudiée pendant des années par l’Air Force Research Laboratory (AFRL) au sol. S’il est vrai qu’il n’a jamais été utilisé aussi loin de la Terre auparavant, il n’y a aucune raison évidente qui devrait avoir un impact sur son comportement. Pourtant, le fait demeure que, si trois propulseurs sur quatre rencontrent le même problème, cela indique un problème avec le propulseur lui-même.
Ou du moins, le système qui délivre le propulseur. Il convient de noter que le système de propulsion de la Lunar Flashlight, qui a été co-développé par le Marshall Spaceflight Center de la NASA et le Space Systems Design Lab du Georgia Institute of Technology, a utilisé l’impression 3D pour produire un collecteur de propulseur monobloc avec des canaux de fluide intégrés. Bien qu’il s’agisse sans aucun doute d’un moyen plus efficace en masse de produire le composant, il semble probable que l’inspecter à la recherche de débris ou de corps étrangers serait plus difficile par rapport à la plomberie traditionnelle.
Bien que la raison reste à déterminer, la NASA affirme que les contrôleurs au sol fonctionnent actuellement sur l’hypothèse que quelque chose obstrue les lignes de propulseur du vaisseau spatial, et que faire fonctionner les propulseurs plus longtemps peut éliminer le blocage. En l’occurrence, début février, le vaisseau spatial devra commencer à effectuer des corrections de cap plus importantes à l’approche de la Lune, de sorte que les contrôleurs au sol auront l’occasion d’ouvrir la manette des gaz très prochainement. On croise les doigts.
