Mise à jour 16 Janvier 2023.
CONFÉRENCE MENSUELLE
DE LA SAF
De Jean Pierre
MARTIN Physicien Pdt comm Cosmologie SAF
LA NOUVELLE CONQUÊTE LUNAIRE.
Organisée par la
SAF
En présence du
public et en vidéo (direct) sur canal YouTube SAF
Le Mercredi 11
Janvier 2023 à 19H00
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 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 SAF 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
(1,1 GB).
Ceux qui n'ont pas les mots de passe doivent me
contacter avant..
La vidéo de la réunion est accessible :
https://www.youtube.com/watch?v=UlpiuYJbuY8&ab_channel=Soci%C3%A9t%C3%A9AstronomiquedeFrance
Tous les autres enregistrements des conférences mensuelles sont
accessibles sur
la playlist
des conférences mensuelles d’Astronomie de notre
chaine
YouTube SAF.
En plus des spectateurs de l’amphi, nous étions
110 sur YouTube.
La présentation étant très claire et très détaillée, mon CR sera
succinct, je m’inspire aussi de CR antérieurs.
Photos : DB
Photo : Danielle Baudvin
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 ?
Photo : Danielle
Baudvin.
En avant, allons marcher sur la Lune !
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 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.
(reporté 2023)
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
Prochaine conférence
SAF. : le mercredi 8 Février (CNAM amphi Grégoire) 19 H
Françoise COMBES, astrophysicienne, Vice-Présidente Académie des Sciense dur
« Les galaxies primordiales vues par le JWST ».
Réservation comme d’habitude ou
à la SAF directement.
La suivante : le 8 Mars
Transmission en direct sur le canal
YouTube de la SAF :
https://www.youtube.com/channel/UCD6H5ugytjb0FM9CGLUn0Xw/feautured
Jean Pierre
Martin
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