Peut-on aller sur la Lune sans disposer d'un lanceur super-lourd ?

Je reproduis un article posté sur le site kosmosnews.fr:

La Russie a choisi de ne pas développer de lanceur Super-Lourd, au moins dans un proche avenir.
Mais dans ce cas peut-on réaliser un voyage humain vers et sur la Lune?
La réponse est: oui c'est possible!
Voyons donc d'abord ce qu'il faut pour envoyer des humains sur notre satellite naturel. Il faut au minimum un vaisseau spatial (transportant les cosmonautes pour le voyage Terre-Lune et Lune-Terre) et un atterrisseur/décolleur sur et depuis la surface lunaire avec généralement le passage des cosmonautes depuis le vaisseau de voyage vers l'atterrisseur/décolleur lunaire.
En 1969 le programme Apollo a utilisé ce schéma en réalisant un rendez-vous en orbite lunaire lors de la "remontée" des marcheurs lunaires. Mais pour lancer tout ce matériel et le carburant nécessaire les américains ont utilisé une fusée géante (donc de la classe super-lourde), Saturne-5.
Ils s'apprêtent d'ici quelques années à rééditer l'exploit spatial avec...ce même schéma. Apollo cède la place Orion et Saturne-5 au SLS. Quant à l'équivalent du LEM on ne sait pas encore bien qui le construira (SpaceX?). Et il est toujours question d'une station orbitale Lunaire (Gateway). Le SLS, en tout cas est de nouveau une fusée de classe super-lourde.
Alors sans fusée super-lourde comment fait-on?
La première idée qui vient à l'esprit et qui est la bonne: si on ne dispose pas d'une fusée super-lourde, on peut en utiliser plusieurs plus petites!
C'est du moins les propositions qui circulent dans ce domaine en Russie. Nous en avions déjà parlé ici il y a quelques temps. Le principe faisait intervenir 1 lanceur Soyouz et 3 lanceurs Angara-A5V. La proposition a évolué et c'est désormais l'utilisation de 4 Angara-5V qui est proposée.
Dans sa présentation aux conférences Korolyov en janvier, Vladimir Solovyov (RKK Energuya) a montré une diapo avec un tel principe (voir l'image ci-dessus) mais qui utilise toujours 2 fusées super-lourdes qui ne sont pas bien définies mais qui chacune transportent soit le vaisseau spatial Orël et un module d'accélération/freinage pour l'une, soit le "LEM" (atterrisseur/décolleur linaire nommé LVPK) et un un autre module d'accellération/freinage pour l'autre.
Si maintenant on ne dispose pas d'une fusée super-lourde on peut alors utiliser 4 lanceurs Angara-5V (38 T en orbite basse) qui mettront en orbite terrestre: Orël, le LVTK et les deux modules d'accellération/freinage (remorqueurs). C'est évidemment une solution bien moins coûteuse, surtout que le lanceur Angara aura d'ici 2 ans deux pas de lancements, l'un à Vostochny, l'autre à Plesetsk. Il faudrait des adaptations à Plesetsk pour recevoir l'Angara-5V mais rien de comparable à construire un nouveau pas de lancement et développer une fusée super-lourde. Mieux, puisque le lanceur Angara sera un lanceur relativement souvent utilisé, sa fabrication en série sera un avantage comparé à une fusée super-lourde qui n'aurait pas de débouché autre qu'un programme lunaire.
Les écueils sont de deux ordres:
Tout d'abord la version 5V de l'Angara n'existe pas encore car il lui manque l'étage LOX/LH (nommé KVTK) capable de monter sa capacité d'emport à 38 T. Il est en cours de développement mais doit encore être financé régulièrement. De même les modules tug d'accélération/freinage n'ont pas de réalité pour le moment. Enfin le LVPK (atterrisseur/décolleur, à ne pes confondre avec le KVTK étage LOX/LH de l'Angara-5V) n'a pas lui non plus de réalité (dans ce dernier cas les futures sondes lunaires Luna-25 et suivantes devraient en jeter les bases).
Le second écueil est d'ordre temporel: le ou les modules accélérateurs/freineurs de "remorquage" seront aussi des module LOX/LH et par principe leur durée de vie n'est que d'environ 7h...Il faudra donc lancer les engins qui devront se rencontrer en orbite terrestre et être accélérés vers la Lune avant la fin de vie du remorqueur...De plus ce schéma comporte de nombreux rendez-vous/arrimages qui complexifient la mission...mais les Russes savent faire en matière de rendez-vous spatiaux.
C'est ici que l'intérêt de réussir des rendez-vous spatiaux en une orbite terrestre unique intervient.
Le chef du département balistique de RKK Energuya en a parlé à TASS le 9 février:
Les missions à quatre lancements de cosmonautes vers la Lune à l'aide de lanceurs Angara ne seront possibles que si un schéma de rendez-vous à orbite unique est mis en œuvre. Cette opinion a été exprimée à TASS par le chef du département balistique de la Energuya, Rafail Mourtazine.
"Ce programme (c'est-à-dire le programme de quatre lancements de vols vers la Lune sur l'Angara, soumis au gouvernement) dépend directement de la mise en œuvre d'un schéma de rendez-vous en orbite unique, il ne peut être réalisé sans un schéma en orbite unique", dit Mourtazine.
Comme l'expert l'a précisé, ce programme implique l'utilisation du lanceur Angara-A5V. Il lancera un étage supérieur oxygène-hydrogène, avec lequel le module de décollage et d'atterrissage lunaire et l'engin spatial habité, lancés séparément, devraient accoster en orbite. La durée de vie de ce bloc est d'environ sept heures et le circuit à un tour surmontera cette limitation.
Fin 2020, le directeur général de Roscosmos Dmitry Rogozine a noté que la présence de deux complexes de lancement pour Angara (sur Vostochny et Plesetsk) à partir de 2023 permettra de combiner des lancements, d'assembler des complexes de vols habités en orbite. Cela deviendra l'outil principal pour commencer l'exploration lunaire.

Kosmosnews.fr

Je pense qu'ils vont continuer à faire des Powerpoint pendant encore un bon moment...

si je suis réaliste , je suis de l'avis de jassifun, se projet ne sortira jamais des slides.
mais si je me prend a rêve, je me dis que se serais un super projet auquel pourrais contribuer l'Europe. Contrairement a la Russie on a une très gros expérience de l'hydrogene et pour pourrais parfaitement faire et lancé (avec ariane6) les remorqueurs (module d'accélération/freinage) en fusionnant l'expérience de l'ATV(amarrage, controle, puissance) et un étage supérieur d'Ariane (propulsion hydrogene) . sa permettrait de négocier 1 ou 2 sieges (pour la surface) par mission tout en fournissant de la charge (2 lancement par mission) a ariane. bon oui je sais que se rêve se fracasse sur le mur de la géopolitique actuelle.

phenix a écrit:si je suis réaliste , je suis de l'avis de jassifun, se projet ne sortira jamais des slides.
mais si je me prend a rêve, je me dis que se serais un super projet auquel pourrais contribuer l'Europe. Contrairement a la Russie on a une très gros expérience de l'hydrogene et pour pourrais parfaitement faire et lancé (avec ariane6) les remorqueurs (module d'accélération/freinage) en fusionnant l'expérience de l'ATV(amarrage, controle, puissance) et un étage supérieur d'Ariane (propulsion hydrogene) . sa permettrait de négocier 1 ou 2 sieges (pour la surface) par mission tout en fournissant de la charge (2 lancement par mission) a ariane. bon oui je sais que se rêve se fracasse sur le mur de la géopolitique actuelle.

Ça aurait été possible au moment où la France avait des liens particuliers avec l'URSS puis la Russie, mais désormais avec l'hystérie russophobe de l'Occident, la Russie se tourne vers la Chine...Devinez où est l'erreur.

La Chine développe le "921" un laceur intermédiaire à base de 3 corps centraux de CZ-5. C'est une sorte de super Falcon Heavy.
Avec ce lanceur d'une capacité de 70 tonnes en orbite basse, on peur envisager des missions lunaires en deux, ou plutôt deux plus un, lancements.

• Lancement du module d'alunissage et redécollage.
  
• Lancement du module de transfert habité Terre Lune
  
• Lancement séparé des astronautes.
  

Séquencement suivant :

• Transfert du module d'alunissage en orbite lunaire et mise en attente.
  
• Rendez-vous capsule - Module de transfert en orbite basse.
  
• Transfert équipage en orbite lunaire.
  
• Rendez-vous Module de transfert - module d'alunissage
  
• Mission lunaire (alunissage, séjour, redécollage, rendez-vous lunaire)
  
• Retour vert la Terre.
  

On a une mission sensiblement équivalente à Apollo, mais en deux lancement semi-lourds.
Le fait de lancer les astronautes dans une vol séparé, permet d'économiser la certification man-rated du lanceur lourd.

Oui, je suis convaincu qu'un monde fractionné par des lancements multiples  seraient une solution, mais l'adage, tout d'un coup est devenu la vision institutionnelle et on en déroge plus. Pourtant lancer des fusées du calibre de Falcon ou super Falcon est tout à fait envisageable (voyez le série Starlink) mais bon les caciques du tout en un sont au pouvoir et n'ont pas envie de perdre leur bonne place de super chef ! On va voir la suite, cela ne va pas durer encore longtemps avant de voir trancher le débat dans les têtes. En tous cas certains chinois peuvent y penser, mais eux aussi doivent affronter les conservateurs et ils sont rigides en Chine plus qu'ailleurs.

Donc la réponse est ´ oui ‘ à cette question…mais ne ce fera probablement pas pour d’autres raisons que techniques ! 

Giwa a écrit:Donc la réponse est ´ oui ‘ à cette question…mais ne ce fera probablement pas pour d’autres raisons que techniques ! 

Eh oui. Si la conquête spatiale n'était qu'affaire de technique, ça se saurait…

@Giwa, AMHA oui.

patchfree a écrit:
La Russie a choisi de ne pas développer de lanceur Super-Lourd, au moins dans un proche avenir.
Mais dans ce cas peut-on réaliser un voyage humain vers et sur la Lune?
La réponse est: oui c'est possible!

Comme démontré, cela est effectivement possible, en multipliant les RDV. Mais s'il s'agit non pas d'un simple voyage type Apollo, mais d'une exploration continue de la Lune, avec une base semi-permanente à sa surface, le problème risque d'être plus ardu. Car cette colonisation exigera de transporter sur la surface des tonnages de plus en plus lourds. On peut envisager des modules complets, d'habitation par exemple, de masse unitaire d'une vingtaine de tonnes. Sauf à multiplier les lancements, un lanceur super lourd serait quand même plus pratique....

@Lunarjojo
Si on décide d'une exploitation permanente de la Lune, il faudra s'y prendre autrement.

• Disposer d'un remorqueur spatial nucléothermique ou plasmique ou ionique, pour faire des aller retour Terre Lune un peu plus économiques.
  
• Développer des véhicules de transfert surface lunaire, orbite lunaire, économiques et réutilisables.
  

Même avec un lanceur lourd, si on consomme à chaque fois, l'étage de transfert Terre Lune, le coût sera rédhibitoire.

patchfree a écrit:La Russie a choisi de ne pas développer de lanceur Super-Lourd, au moins dans un proche avenir.

Au fait, il me semblait qu'ils développaient le lanceur lourd Ienisseï à horizon 2028 avec une capacité de 100 à 140 tonnes en LEO.

Ca a été abandonné ou c'est toujours d'actualité?

Abandonné en 2021.

nikolai39 a écrit:Abandonné en 2021.

Ah OK, merci.
J'avais loupé cette info.

Le souhait (ou le désir) de la Russie de disposer de son propre dispositif pour rejoindre la Lune est sans doute important, mais j'ai de gros doutes qu'ils puissent s'en sortir avec cette "usine à gaz" de lancements multiples des lanceurs de gamme limitée dont ils disposent (même s'ils développaient pour Angara 5 un étage supérieur plus puissant *), du moins pour des missions nécessitant une capacité d'emport importante.
* un développement qui a déjà alterné entre l'annonce et l'abandon plusieurs fois

S'ils veulent s'associer avec la Chine (accord qui est loin d'avoir le début du commencement d'une concrétisation AMHA), les russes ne pourront que compter sur les lanceurs lourds chinois pour faire de gros transports (par exemple modules d'une éventuelle station sino-russe - dont on a entendu parler - utilisant CZ 5 ou CZ 9).
Avec leurs lanceurs actuels (Angara 5 version lunaire) je ne vois à leur portée, qu'un lancement de capsule (la future Oriol en version lunaire) pour véhiculer des équipages.

Mais bon, cela fait des années que les annonces volontaristes de leur part, s'évaporent dans les limbes en l'espace de quelques mois.

montmein69 a écrit:
Mais bon, cela fait des années que les annonces volontaristes de leur part, s'évaporent dans les limbes en l'espace de quelques mois.

Ou plutôt s'évaporent dans les budgets insuffisants. On ne fait pas la même chose que les US avec un budget 10 fois moins important...

Ceci dit les budgets restreints et les sanctions occidentales les poussent à rationaliser et moderniser leur industrie spatiale comme jamais (Rogozine a réussi là où plusieurs DG de Roscosmos avaient échoué, tant les résistances étaient fortes). Mais oui pour le moment ils sont plus centrés sur l'orbite terrestre pour le vols pilotés, se "contentant" des sondes automatiques pour la Lune.

Bon de cette manière de le dire, "On ne fait pas la même chose que les US avec un budget 10 fois moins important", la messe est dite.

montmein69 a écrit:Le souhait (ou le désir) de la Russie de disposer de son propre dispositif pour rejoindre la Lune est sans doute important, mais j'ai de gros doutes qu'ils puissent s'en sortir avec cette "usine à gaz" de lancements multiples des lanceurs de gamme limitée dont ils disposent (même s'ils développaient pour Angara 5 un étage supérieur plus puissant *), du moins pour des missions nécessitant une capacité d'emport importante.

pour une grosse implantation lunaire, peut être que l'utilisation de multiple de "petit" lanceur n'est pas optimal, mais pour posé le pied sur la lune, je trouve sa plus réaliste qu'un unique gros lanceur.  le plus gros clou dans le cerceuil de tout les projet lunaire qui on était abandonné (donc tous sauf apollo) était le lanceur "d'exploration". le lanceur d'exploration d'une capacité d'un centaine de tonne en orbite terrestre base, demande un développement coûteux car repousse les limite technologique de la nation qui le développé. ensuite tout les cout fixe seront exorbitant car tout de l'usine qui fabrique les éléments, jusqu'au systeme de deluge d'eau du pas de tir en passant par le bâtiment d'assemblage, sa tour ombilical, son système de transport.... sera démesuré et impossible a mettre en commun avec les autres lanceur de la gamme. Même les equipes doivent etre formé et disponible uniquement pour se lanceur. de plus , un telle monstre ne sera utile que pour les missions d'exploration , donc effectuera peu de tir se qui fait qu'il n'y a pas d’amortissement du développement et des installations. a se prix la , il suffit de seulement quelque détracteur remettant en cause l’intérêt des mission lunaire (et des détracteur on en trouve!!!) pour retourné l'opinion publique,  saper le soutien politique, finalement enterre le lanceur et sans lanceur , pas de programme lunaire.
Par contre, si on utilise des lanceur "commerciaux" de 20/30t en LEO, on se retrouver avec de technologie bien plus rependu (seul les USA on eu un lanceur de 100t, alors que pour les 20t on a les USA, la russie, l'europe, la chine, le japon, presque l'inde), et surtout utilisable pour d'autre mission (j’appelle ça commerciaux, mais il y a aussi les tir institutionnel/militaire). Cela permet d’amortir le développement et les installations sur un grand nombre de tir. En surfacturant le lancement, on peut même remplacé une partie de subvention qu'on verse actuellement pour soutenir la filière. de plus, se lanceur étant nécessaire pour des besoin moins discutable (telecom, meteo, science, observation) que l'exploration habité, il sera bien plus dure d'enterre le développement le lanceur et donc on a déjà une base solide sur laquelle développer le programme lunaire. Ok se programme sera plus complexe car utilisera plus d'assemblage, mais on est plus dans les année 60, l'assemblage en orbite , on sais faire.

phenix a écrit:
pour une grosse implantation lunaire, peut être que l'utilisation de multiple de "petit" lanceur n'est pas optimal, mais pour posé le pied sur la lune, je trouve sa plus réaliste qu'un unique gros lanceur.  le plus gros clou dans le cerceuil de tout les projet lunaire qui on était abandonné (donc tous sauf apollo) était le lanceur "d'exploration". le lanceur d'exploration d'une capacité d'un centaine de tonne en orbite terrestre base, demande un développement coûteux car repousse les limite technologique de la nation qui le développé. ensuite tout les cout fixe seront exorbitant car tout de l'usine qui fabrique les éléments, jusqu'au systeme de deluge d'eau du pas de tir en passant par le bâtiment d'assemblage, sa tour ombilical, son système de transport.... sera démesuré et impossible a mettre en commun avec les autres lanceur de la gamme.

Aussi la question qui est posée (Peut-on aller sur la Lune sans disposer d'un lanceur super-lourd ?) devrait d'être plus explicite. S'agit-il uniquement de poser 2 ou 3 astronautes sur la Lune pour quelques jours, ou est-elle posée dans le cas d'une exploration ambitieuse de l'astre des nuits, comprenant une base (ou plusieurs) permanente ou semi-permanente. Car le tonnage à envoyer sur le sol lunaire varie totalement suivant le cas. Et tant que un remorqueur Terre-Lune Terre n'est pas à l'ordre du jour, dans le cas d'une exploration soutenue, un lanceur super lourd arrangerait bien des choses.

Il est évident que ce lanceur aura un coût. Maintenant je voudrai apporter quelques précisions. Dans le cas discuté dans cette rubrique, les intervenants parlent de fusées portant de 40 à 70 tonnes pour remplacer un lanceur super lourd (un lanceur type Ariane5 exigerait trop de lancements). Comme pour un lanceur super lourd, et ceci pour répondre à Phénix, il n'y a aucun marché pour cette classe de lanceurs: les fusées jusqu'à 20 tonnes font parfaitement l'affaire jusqu'ici, et la mode serait plutôt à des constellations de petits satellites qu'à des satellites de plus en plus gros et lourds. Donc, des fusées lourdes ou super lourdes ne seraient de toutes façons construites que pour la Lune: cela aura donc un coût élevé.

Ce coût sera intégré dans le budget d'un retour lunaire. Aussi faut-il l'apprécier en fonction de la dépense totale, qui sera élevée, surtout pour une exploration permanente. Aller sur la Lune est une volonté politique, il faut savoir y mettre le prix...

Dernière remarque: le programme Artémis vise Mars après la Lune. Bien que je n'ai aucun espoir de voir une telle mission de mon vivant, les tonnages pour Mars sont  d'un autre ordre par rapport à la Lune. Donc un lanceur super lourd....

Moi oui, je le verrais de mon vivant, mais dans une autre vie. Bon Ok je sors

C'est sans doute vrai, que pour une mission unique (ou renouvelée à l'identique un nombre très limité de fois) un vol utilisant des lanceurs dont la capacité en TLI est de l'ordre de 20 à 30 t peut être réalisé en "jonglant". A voir cependant si on peut effectivement lancer aussi un alunisseur pour un court séjour et ensuite faire revenir l'équipage en bon état.
Tout cela supposant au préalable au moins quelques missions si ce n'est à vide, du moins en "mode test". Les russes n'ayant aucune expérience ... n'en feront probablement pas beaucoup moins que n'avaient décidé de le faire les USA pour les missions Apollo.
Ils n'ont tout simplement pas les ressources financières, et pas sûr que la population puisse être grisée par cette perspective même si cela peut flatter le sentiment national d'une partie d'entre elle.

Mais la remarque  que je faisais , anticipait plutôt (certes avec une bonne dose de projection futuriste que j'avais d'ailleurs explicitement exprimé) l'hypothèse d'une collaboration Chine -Russie pour la Lune, telle qu'on a pu en voir l'hypothèse  avancée.
https://sciencepost.fr/russie-chine-base-lunaire/
https://www.cite-espace.com/actualites-spatiales/chine-russie-lune-2021/
Ils ne pourront d'ailleurs honorer concrètement leur engagement qu'un apportant des solutions et des activités ..... Et s'ils ne peuvent faire mieux que du mécano spatial avec une capacité de transport réduite** .... cela parait AMHA assez invraisemblable. Ils ne peuvent jouer "petit bras" comparés avec les chinois.  
** les russes pourraient-ils avec leur "proposition limitée" envoyer un module d'une station lunaire commune qui serait assemblée en NRHO ? Là ils auraient peut-être un créneau abordable, et feraient la fin du trajet vers le sol lunaire avec les moyens apportés par des lanceurs lourds chinois.

Je ne sais pas si certains d'entre vous pensent que les russes se lanceront seuls dans un projet lunaire, surtout habité, ?
Cela se limitera uniquement à un peu de communication pour en parler à la TV et dans la presse écrite.

Seuls, en l'état actuel de leurs capacités techniques et financières, je ne les vois capable que d'effectuer quelques missions robotiques peut-être . Mais bien sûr c'est un avis personnel qui n'engage que moi.

montmein69 a écrit:
Mais la remarque  que je faisais , anticipait plutôt (certes avec une bonne dose de projection futuriste que j'avais d'ailleurs explicitement exprimé) l'hypothèse d'une collaboration Chine -Russie pour la Lune, telle qu'on a pu en voir l'hypothèse  avancée.

Je ne sais pas si certains d'entre vous pensent que les russes se lanceront seuls dans un projet lunaire, surtout habité,  ?

Votre remarque est curieuse: les Russes et les Chinois ont déjà signé un protocole d'accord sur une collaboration concernant l'exploration habitée de la Lune. Donc, les choses sont claires: d'un côté le programme Artémis associant Américains, Européens, Canadiens, Japonais, de l'autre Russes et Chinois. D’où le refus russe de rejoindre Artémis, sans compter la confrontation actuelle entre la Russie et l'occident. Évidemment, les effets pratiques de cet accord ne se verront que dans la deuxième partie de la décennie.

La concrétisation de cet accord Chine - Russie sera effectivement ce qui donnera de la réalité au "bout de papier" qui a été dûment paraphé.
Mais on n'en verra la couleur que ... comme indiqué ci-dessus , la deuxième partie de la décennie.
D'ici là ... le doute cartésien est toujours autorisé.

Comme disait Tintin s'inspirant de Lao-Tseu : "la montagne accouche plus souvent d'une petite souris que d'un dragon"  

Comme déjà dit, se poser sur la Lune et en revenir sans utiliser de lanceurs super-lourds ,cela doit être possible, mais l’intérêt de le faire est limité pour le prestige d’un état puisque l’on a déjà atteint la Lune et que maintenant l’objectif est de s’installer durablement sur cet astre.
Par  contre pour des vols touristiques privés , pourquoi pas ? Bien sûr, il faudrait un portefeuille bien garni pour des candidats à de tels périples 

Le scénario consistant à assembler  en orbite terrestre les composants d'une mission lunaire placés en orbite par des "petits" lanceurs pouvant placer "seulement" 20 tonnes en orbite (classe Ariane 5, Falcon non réutilisable, Atlas V, Longue Marche 5),  est tout à fait envisageable. SpaceX veut réaliser quelque chose de beaucoup plus compliqué sur le plan technique pour sa contribution au programme Artemis.