Programme Artemis : de retour sur la Lune !
La NASA a publié en septembre 2020 l’aperçu de son programme d’exploration lunaire Artemis, consultable au lien suivant :
https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/artemis_plan-20200921.pdf. Article très long et en anglais, nous vous proposons ici une version résumée et traduite du programme Artemis.
Introduction
Le programme Artemis de la NASA a pour but d’amener à nouveau l’humanité sur la Lune et de préparer la prochaine étape de la conquête spatiale : l’exploration de Mars. Cela fait près de 50 ans que des astronautes ont marché pour la dernière fois sur la surface de la Lune, pendant le programme Apollo. Depuis lors, l’exploration de l’espace a connu des décennies de progrès technologiques et de découvertes scientifiques.
Le plan Artemis est double : il est axé sur l’objectif d’un premier atterrissage humain d’ici quelques années, tout en travaillant simultanément à une exploration lunaire durable, du milieu à la fin des années 2020. Cela doit permettre de maintenir et renforcer le leadership américain de l’exploration spatiale, au moment où de nombreux pays et entreprises s’intéressent eux aussi à des missions lunaires. De plus, la réussite de ce programme devrait inciter les entreprises américaines et internationales à contribuer davantage à l’exploration de la Lune et de Mars. L’idée est claire : “Plus tôt nous arriverons sur la Lune, plus tôt nous amènerons des astronautes américains sur Mars”.
Objectifs scientifiques d’Artemis
- Comprendre les processus planétaires
- Interpréter l’historique du système Terre-Lune
- Étudier les anciens vents solaires piégés dans les couches lunaires
- Observer l’Univers depuis un lieu unique
- Mener des recherches scientifiques expérimentales dans l’environnement lunaire
- Enquêter sur les risques d’exploration pour les humains afin de les atténuer
Le système de transport
Le cœur du programme Artemis est son système de transport dans l’espace : le vaisseau spatial Orion et la fusée SLS en sont les principaux constituants. Orion, qui sera propulsé par un module de service fourni par l’ESA (l’Agence spatiale européenne), a été conçu pour accueillir jusqu’à quatre membres d’équipage. La fusée SLS permettra de lancer Orion et de l’envoyer en mission sur la Lune. En 2024, Orion pourra ainsi emmener son équipage en orbite autour de la Lune. L’équipage explorera la surface lunaire pendant environ une semaine avant de revenir au vaisseau pour le voyage de retour sur Terre.
Aussi, la collaboration internationale permettra de renforcer le système de transport du programme Artemis. L’Agence spatiale canadienne (ASC) s’est engagée à fournir une robotique avancée, et l’Agence spatiale européenne (ESA) prévoit de fournir, entre autres, l’Habitat international et le ravitaillement en carburant de la passerelle. L’Agence japonaise d’exploration aérospatiale (JAXA) prévoit quant à elle de contribuer aux composants d’habitation et au réapprovisionnement logistique. Enfin, l’Agence spatiale russe (Roscosmos) a également exprimé son intérêt pour la coopération.
Par ailleurs, la NASA et ses partenaires développeront au pôle sud lunaire un camp de base Artemis pour soutenir de longues expéditions à la surface. L’agence spatiale américaine travaillera notamment avec ses fournisseurs afin de s’assurer que les engins spatiaux sont construits avec autant de composants réutilisables que possible, pour une durabilité à long terme sur la Lune. Les éléments prévus du camp de base comprennent un véhicule de terrain (rover non pressurisé), une plate-forme de mobilité habitable (rover pressurisé), un module d’habitation de fondation lunaire, des systèmes d’alimentation et des systèmes d’utilisation des ressources in situ. Cette accumulation progressive de capacités sur et autour de la Lune est essentielle pour établir une exploration à long terme et se préparer à l’exploration humaine de Mars.
Les missions Artemis
Le programme Artemis se déroule en trois grandes missions, appelées Artemis I, Artemis II et Artemis III.
- Artemis I
La fusée SLS d’Artemis I lancera Orion en orbite autour de la Terre sans équipage, plaçant le vaisseau sur une trajectoire vers une orbite lunaire rétrograde et lointaine, avant qu’il ne revienne sur Terre. Cet essai est crucial. Il démontrera les performances de la fusée SLS lors de ce vol inaugural et permettra la collecte de données pour les ingénieurs. Orion devra revenir sur Terre à grande vitesse, presque 40 000 km/h. Cette étape est la priorité absolue de la mission, pour tester les performances du bouclier thermique lorsqu’il pénètre dans l’atmosphère terrestre, se réchauffant à près de 2 760°C – environ deux fois moins chaud que le surface du Soleil – avant de plonger dans l’océan Pacifique puis d’être récupéré par les ingénieurs.
- Artemis II
Avec Artemis II, le premier vol d’Orion et SLS avec équipage enverra quatre astronautes vers la Lune. Les astronautes à bord d’Orion en profiteront pour photographier la Terre de loin, avec la Lune en toile de fond.
L’équipage de l’Artemis II embarquera à bord d’Orion pour une mission d’environ 10 jours. Le vaisseau effectuera deux orbites autour de la Terre avant de s’engager dans le voyage vers la Lune, au cours duquel l’équipage battra le record du voyage humain le plus éloigné au-delà de la face cachée de la Lune. La trajectoire de retour sur Terre utilisera quant à elle le champ de gravité Terre-Lune pour économiser un maximum de carburant.
- Artemis III
Artemis III sera l’aboutissement de tests rigoureux et des millions de kilomètres accumulés dans l’espace pendant Artemis I et II.
Orion et son équipage de quatre personnes se rendront une fois de plus sur la Lune. Au cours de cette expédition d’une semaine, l’équipage caractérisera et documentera la géologie lunaire dans sa région d’atterrissage. Ils récolteront une variété d’échantillons lunaires à retourner sur Terre pour des recherches ultérieures. Les jours 1, 2, 4 et 5 sur la Lune seront principalement axés sur des marches à la surface pour effectuer des démonstrations scientifiques et technologiques, la dernière partie de la journée 5 étant consacrée au nettoyage du site. Le jour 3 sera consacré au repos de l’équipage et à la conduite de recherches scientifiques à l’intérieur du véhicule.
Pour les opérations à long terme, l’objectif est que le vaisseau en orbite supporte des expéditions plus longues sur la Lune et potentiellement plusieurs voyages à la surface au cours d’une seule mission Artemis. Le système est analogue à la façon dont une mission humaine sur Mars pourrait fonctionner, avec la possibilité pour l’équipage de rester en orbite et de se déployer à la surface. Il est important de gagner la confiance dans ce système sur la Lune avant les premières missions humaines vers Mars.
Conclusion
Tous les principaux composants nécessaires pour mener un retour humain sur la Lune sont en cours. Les systèmes de transport dans l’espace lointain de la NASA sont dans les dernières étapes de tests avant l’intégration. Les essais de vol Artemis I et Artemis II valideront les performances des fusées et des engins spatiaux et prépareront le retour des astronautes américains sur la Lune.
Avec l’approche exposée dans ce document, la NASA tirera parti d’années de travail acharnées et d’investissements nationaux pour retourner sur la Lune. Le succès de cette mission conduira à la première mission humaine sur Mars.
