Les missions de la Nouvelle Lune de la NASA ont lieu très bientôt

La NASA a fait atterrir un humain sur la lune pour la première fois en 1969 et a réalisé l’exploit pour la dernière fois en décembre 1972. Dans l’intervalle, il y a eu peu d’autres missions vers le principal satellite naturel de la Terre. Une poignée d’engins sans équipage se sont écrasés à la surface, tandis qu’une simple poignée de missions ont réalisé un atterrissage en douceur, sans aucun succès de 1976 à 2013.

Cependant, la NASA vise à reprendre les missions sur la surface lunaire, bien qu’à ce stade, sans équipage. Et vous n’aurez pas à attendre très longtemps non plus. La première agence spatiale mondiale a pour objectif de s’envoler à nouveau vers la Lune à partir de février 2022.

La première mission sera connue sous le nom d’Artémis-1. Il sert de test en vol pour le programme Artemis plus large, qui est l’effort de la NASA pour renvoyer les humains sur la Lune. Il marquera le premier vol du très attendu système de lancement spatial de la NASA, ainsi que le premier vol d’une capsule de véhicule d’équipage polyvalent Orion (MPCV) non développé. Lancée depuis le Centre spatial Kennedy, la durée de la mission sera de 25 jours et demi, l’engin Orion passant six d’entre eux en orbite lunaire.

La NASA a rapporté que le vaisseau spatial avait été empilé avec succès le 20 octobre. Le véhicule a été assemblé dans le bien nommé Vehicle Assembly Building, et est le premier vaisseau spatial super lourd à y être construit depuis Apollo 17 en 1972.

Ainsi, Artemis-1 sera le début d’une nouvelle ère pour la NASA alors qu’elle tente de reproduire ses glorieuses réalisations passées. Jetons un coup d’œil au matériel qu’ils utiliseront pour le faire.

Système de lancement spatial

Vue d’artiste du système de lancement spatial empilé sur la rampe de lancement. Crédit : NASA, domaine public

Le Space Launch System est la nouvelle fusée super lourde de la NASA. Il vise à servir à peu près le même objectif que le Saturn V si bien connu pour son rôle dans le programme Apollo.

Le premier étage de la fusée, également connu sous le nom d’étage central, fait fonctionner quatre moteurs de fusée RS-25 brûlant de l’hydrogène et de l’oxygène cryogéniques, qui servaient auparavant de moteur principal de la navette spatiale. Les premiers exemples du système de lancement spatial utiliseront des moteurs de navette spatiale remis à neuf, avant que la NASA ne passe à la conception simplifiée RS-25E pour les futures constructions. Les moteurs seront traités comme consommables dans les vols du système de lancement spatial.

Deux propulseurs à combustible solide assistent également le premier étage, en réutilisant les boîtiers des propulseurs utilisés sur l’ancienne navette spatiale. Les boosters ont été repensés avec une nouvelle avionique et quelques autres modifications, et élimineront le système de récupération de parachute utilisé auparavant. Au lieu de cela, les boosters seront autorisés à s’écraser sur Terre, étant également traités comme consommables.

L’étage supérieur de la fusée est appelé étage de propulsion cryogénique intérimaire (ICPS). Il est basé sur le système de lancement Delta IV, mais a été étendu et mis à niveau vers des spécifications évaluées par l’homme pour une utilisation dans les futurs vols en équipage. L’ICPS utilise un seul moteur RL10 fonctionnant à l’hydrogène et à l’oxygène cryogéniques, et est responsable de l’injection orbitale ainsi que de l’injection trans-lunaire.

D’une hauteur de 111 mètres et d’un diamètre de 8,4 mètres, le système de lancement spatial est presque identique en hauteur à celui de Saturn V mais environ 1,5 mètre plus mince. Les derniers modèles du bloc 2 sont destinés à transporter environ 130 000 kg vers l’orbite terrestre inférieure, ce qui est comparable aux capacités de Saturn V à transporter 140 000 kg dans la même région.

Malgré les similitudes, le Space Launch System surpasse son prédécesseur dans certains domaines. Le véhicule Block 1 qui volera l’année prochaine développera 39,1 méganewtons de poussée, soit 15 % de plus que celui du Saturn V. C’est toujours moins que les 45,4 mégaNewtons promis par le N1 soviétique des années 1960, mais le N1 n’a jamais volé avec succès.

Le système de lancement spatial a fait face à une controverse importante au cours de sa période de développement. Le fait d’être littéralement construit à partir d’anciennes pièces de la navette spatiale ne dit pas grand-chose sur ses références en matière de haute technologie. En effet, les spécifications de performance du lanceur ne sont guère surprenantes étant donné que ses moteurs de fusée d’étage principal reposent sur des conceptions élaborées pour la première fois dans les années 1970.

Cependant, la NASA a besoin d’une grosse fusée si elle veut un jour retourner sur la Lune, sans parler de poursuivre ses objectifs à long terme d’y établir une présence permanente et une visite sur Mars. Un vol sans pilote réussi fera beaucoup pour rétablir le profil de l’agence en tant que force dans l’industrie spatiale.

Orion

Le vaisseau spatial Orion, en train d’être abaissé sur le système de lancement spatial du bâtiment d’assemblage de Vehcile. Crédit : NASA, domaine public

La capsule Orion est un vaisseau spatial qui servira de module d’équipage au programme Artemis de la NASA. Il est principalement conçu pour s’asseoir au sommet du système de lancement spatial, avec un système d’évacuation de lancement de tour pour séparer le véhicule en cas d’urgence.

Seul le module Orion Crew revient sur Terre. Conçu comme un cône tronqué avec une extrémité sphérique émoussée, la conception de base est similaire à celle de l’Apollo CSM qui a emmené les astronautes sur la lune en 1969. Cependant, Orion est légèrement plus grand en diamètre, avec apparemment 50 % de volume en plus, et de la place pour quatre à six astronautes à l’intérieur. Le module d’équipage est conçu pour prendre en charge des missions en équipage de longue durée pouvant aller jusqu’à 21 jours. Le poids total du module d’équipage est d’environ 8 500 kg. La récupération du module d’équipage Orion se fait via l’amerrissage, avec des parachutes utilisés pour ralentir le taux de descente comme dans les conceptions précédentes.

Le vaisseau spatial Orion dispose cependant de nombreux équipements modernes, qui le différencient des conceptions Apollo antérieures. Il dispose d’un cockpit entièrement en verre dérivé des systèmes utilisés sur le Boeing 787, ainsi que d’une capacité d’auto-amarrage pour gérer les rendez-vous avec d’autres engins spatiaux.

Orion arbore un moteur-fusée hypergolique AJ-10 comme propulsion principale. Six moteurs personnalisés d’Airbus sont utilisés pour le système de contrôle des réactions, ainsi que huit moteurs R-4D-11.

Il convient toutefois de noter qu’Orion ne sera pas utilisé pour l’alunissage. Au lieu de cela, les plans actuels impliquent l’amarrage du vaisseau spatial Orion avec un vaisseau spatial SpaceX spécialement conçu, connu sous le nom de système d’atterrissage humain, en orbite lunaire. Les astronautes seraient ensuite transférés vers le vaisseau spatial pour un atterrissage lunaire et retourneraient à l’engin Orion pour le voyage de retour sur Terre.

Objectifs de la mission

Cubesats assis dans l’adaptateur de scène Orion. Crédit : NASA, domaine public

La mission servira de test complet de la combinaison du système de lancement spatial et du module Orion. L’objectif est que la mission Artemis-1 réussie soit suivie d’un lancement en équipage pour Artemis-2, qui suivra fin 2023. Artemis-3 devrait ensuite atterrir sur la lune dans le courant de 2024, bien que compte tenu des retards jusqu’à présent, on s’attend à ce que ce calendrier soit repoussé plus loin.

Les principales charges utiles de la mission comprennent l’expérience de rayonnement Matroshka AstroRad, qui vise à mesurer les doses de rayonnement qui pourraient être absorbées par les tissus dans les régions de l’espace au-delà de l’orbite terrestre inférieure. Il testera également le gilet anti-rayonnement AstroRad développé par StemRad, qui vise à protéger la moelle osseuse et les organes humains vitaux des rayonnements dans l’espace. Ceci sera réalisé avec deux mannequins féminins conçus pour les tests d’imagerie médicale, l’un portant le gilet et l’autre non protégé. On espère que ces données aideront à éclairer la conception des engins spatiaux pour d’autres missions dans l’espace lointain, comme un éventuel atterrissage sur Mars.

La mission Artemis-1 emportera également de nombreuses charges utiles secondaires. Dix CubeSats participeront à la mission, dont BioSentinel, qui emmènera un micro-organisme vivant au-delà de l’orbite terrestre inférieure pour étudier les effets du rayonnement spatial. D’autres incluent le Lunar IceCube, qui recherchera de la glace d’eau sur la Lune, ainsi que LunIR, qui effectuera des études de surface de la Lune en utilisant la spectroscopie et la thermographie.

Dans l’ensemble, Artemis-1 est une mission qui sera une étape importante pour la NASA en termes de retour à la capacité qu’elle avait dans les années 1960. Compte tenu de l’environnement politique et économique difficile sur Terre, la route a été difficile pour l’agence, et une mission habitée vers la Lune, sans parler de Mars, semble toujours être une possibilité lointaine. Artemis-1 pourrait être le tremplin qui amène l’humanité à croire, une fois de plus.