La NASA veut sa base lunaire

Où installer une base lunaire habitée ?

La NASA a donc décidé de reconquérir la Lune. Mais, à la différence de l'épopée des missions Apollo, les Américains sont cette fois-ci déterminés à s'y installer de façon durable. Pour l'explorer, y faire de la science, préparer la première mission habitée vers Mars et jeter les bases des étapes suivantes de la colonisation du Système Solaire.

Mais où débuter cette colonisation et installer les premières structures habitables ? Il s'agit de choisir une région où les ressources disponibles sont à même de faciliter la présence humaine. On pense donc aux réserves de glace et d'hydrogène qu'abrite vraisemblablement le sous-sol lunaire et les planchers de certains cratères. Mais également où la production d'énergie peut démarrer rapidement. Car, si dans un premier temps l'oxygène et l'eau seront acheminés depuis la Terre, la production d'énergie devrait débuter très peu de temps après l'installation des premiers modules habitables. Cependant, le module lunaire des premières missions pourraient rester en activité plusieurs semaines sur la Lune et alimenté en électricité l'avant poste.

Production d'énergie

Pour produire de l'énergie, la NASA a besoin d'une région suffisamment ensoleillée. Il faut savoir que sur la Lune, le jour dure un peu plus de 27 jours terrestres. Pendant cette période, le Soleil est constamment au-dessus de l'horizon pendant un peu moins de 14 jours. Après son coucher, il fait nuit pendant une période équivalente. Mais, il existe des régions où le Soleil est pour ainsi dire constamment visible. Les pôles sont un emplacement de choix. Mais, si la Terre est inclinée sous un angle d'environ de 23 degrés la Lune l'est de seulement 1 degré. Cette faible inclinaison fait que les sommets de quelques cratères connaissent de longues périodes d'ensoleillement.

La sonde Clémentine de la NASA qui a tourné autour de la Lune pendant trois mois en 1994 a identifié des sites polaires constamment illuminés par le Soleil pendant l'été lunaire et jusqu'à 80 % le reste du temps. Notez que la sonde Smart-1 de l'Agence spatiale européenne a découvert un site très lumineux qui se situe à 15 kilomètres du pôle nord. Bien que cette région soit peu touchée par le Soleil, on remarque un rempart de cratère suffisamment haut pour que le Soleil puisse l'illuminer.

Régions polaires

Ces régions polaires sont propices à l'établissement d'une base lunaire. Leur exposition au Soleil est suffisante pour faire fonctionner de petites usines de production d'énergie à partir de panneaux solaires, d'autant plus que la technologie est bien maîtrisée.

Ces régions ne sont pas soumises à des changements de température trop brutaux, entre le entre le jour et la nuit. Elles offrent une certaine stabilité de la température. Si au niveau de l'équateur, la température peut passer de - 170 °C à + 110 °C, ce qui est difficilement vivable, au niveau des pôles on note des températures d'environ - 30°C. A de telles températures, la NASA est parfaitement capable de mettre en place de petites stations solaires capables de maintenir des habitats chauffés à 20 °C.

La fourniture d'énergie sera plus difficile l'hiver. Ainsi, les activités seraient cantonnées aux alentours les plus immédiats de la base tandis que l'été des missions d'explorations seraient envoyées très loin de ces bases, jusqu'à des centaines de kilomètres autour.

Les régions polaires présentent également un autre avantage. On sait que certains planchers de cratères sont constamment à l'ombre du Soleil. De nombreux scientifiques supposent que des réservoirs substantiels de glace d'eau existeraient et seraient assez facilement exploitables.

Des astronomes envisagent même la construction d'un très grand observatoire lunaire. Il serait situé à plusieurs dizaines de kilomètres de façon à ne pas être affecté par les rayons du Soleil. Cet observatoire serait dédié à l'observation du ciel profond et fonctionnerait sans surveillance. La Lune ne possède pas d'atmosphère de sorte que la lumière du Soleil n'est pas dispersée, ainsi des observations sont possibles même la journée.

La Lune une étape avant Mars

Ce retour sur la Lune n'est qu'une étape avant la conquête de Mars par l'homme. Les missions lunaires qui seront envoyées autour et sur la Lune seront, pour certaines, utilisées comme bancs tests pour les missions habitées à destination de Mars. Elles valideront des concepts, des profils de missions et les nouvelles technologies nécessaires pour ces missions martiennes. La NASA veut optimiser au mieux l'utilisation de mission robotiques et humaines afin de les dupliquer pour la Planète rouge.

Réseau de communication

Enfin, la NASA veut mettre en place un réseau de communication lunaire et démontrer la faisabilité de l'utilisation de la Lune comme base de lancement pour des missions robotiques planétaires. Quant on sait que la puissance requise pour s'échapper de l'attraction lunaire est de 1/6 de celle de la Terre on comprend mieux l'intérêt d'utiliser notre satellite comme point de départ pour l'exploration du Système Solaire.

L'avant poste lunaire prend forme

L'avant poste lunaire que la NASA doit établir au pôle sud ne se situera pas forcément sur les remparts du cratère Shackleton et ce bien qu'il soit considéré comme un site 'parfait'.

Lunar Reconnaissance Orbiter

En fait, la NASA ne veut pas se limiter à cette seule option et attend beaucoup de la sonde LRO qui sera lancée en octobre 2008. Conçue pour défricher le terrain pour les prochaines étapes de l'exploration humaine et robotique de la Lune, ces données pourraient très bien suggérer qu'un autre emplacement lunaire soit plus adapté pour l'installation d'une base humaine. A suivre donc.

Notez que le Pôle sud est considéré aujourd'hui comme un des meilleurs emplacements pour installer une première base. On pense que le sous-sol de cette région est riche en eau et en hydrogène. Quant aux cratères qui demeurent constamment à l'ombre du Soleil, ils abriteraient également de grandes quantités de glace et d'hydrogène. Mais, rien n'est moins sur ! (Lire notre article 'Pas d'eau sur la Lune ?' du 20.10.06).

Bien que les Américains aient prévu de s'installer de façon durable sur la Lune, la colonisation se fera par étape avec des missions de plus en plus longues et rapprochées. Cela signifie que cet avant poste sera actif lorsqu'il y aura des missions mais il pourra être abandonné pendant de longues périodes. Il sera utilisé pour faire de la science, conduire toutes sortes de recherches, apprendre à utiliser les ressources naturelles de la Lune pour limiter les importations terrestres et préparer la première mission habitée vers Mars.

D'ores et déjà les équipes de la NASA planchent pour que ses astronautes puissent vivre et travailler en sécurité sur la surface lunaire. Et ce n'est pas une mince affaire. Des solutions, des concepts les plus classiques aux plus audacieux commencent à émerger mais, aucun choix définitif n'a encore été fait.

5 options sont à l'étude

Quant à l'architecture de cette base, 5 options sont à l'étude. La NASA devra trouver le meilleur compromis entre plusieurs paramètres, malheureusement inconciliables. Son assemblage et sa maintenance devront être aussi simple que possible et s'accommoder de la perte d'un élément pendant son transfert de la Terre à la Lune. Par la suite, les astronautes devront pouvoir la redéployer le cas échéant. Bien que l'installation d'une base fixe présente certains attraits, notamment logistiques ; il est ainsi aisé de l'agrandir, en ajoutant tour autour des structures plus petites, la NASA planche sur la possibilité d'utiliser des rovers pressurisés pour explorer les alentours de la base mais également pour se projeter au-delà et former en quelque sorte un maillage routier autour du site.

Selon nous la solution la plus pragmatique serait de construire un avant poste lunaire autour de modules habitables dit monolithique, c'est-à-dire livré d'un seul tenant et de rovers pressurisés. A l'intérieur de ces modules, les astronautes ne seront pas contraints de porter une combinaison spécifique. Ils pourront travailler et vaquer à leurs occupations en 'bras de chemise' en quelque sorte. L'atmosphère sera contrôlée de façon à reproduire des conditions terrestres aussi proches que possibles.

Rovers pressurisés : pièces maîtresses ?

Le développement de rovers pressurisés pourrait très vite devenir une priorité. L'intérêt scientifique du site d'atterrissage et de son sous-sol va décroître rapidement à mesure que l'activité se fera plus intense. Pour des raisons d'autonomie, les déplacements autour de la zone d'atterrissage seront limités dans le temps et ne présenteront plus guère d'intérêt au bout d'un certain temps. Plus problématique encore, l'agrandissement de cet avant poste va vite devenir problématique. Lorsqu'il comptera plusieurs modules et leurs installations attenantes comme les petites usines de production d'énergie ou d'utilisation des ressources lunaires, il ne sera plus question de faire atterrir de nouvelles structures à moins de quelques km de distance. Les éjectas de l'atterrissage peuvent endommager les installations existantes et l'on court le risque d'un problème au moment de la phase d'atterrissage (un engin pouvant s'écraser et détruire ou endommager les installations existantes).

flashespace a écrit:Enfin, la NASA veut mettre en place un réseau de communication lunaire et démontrer la faisabilité de l'utilisation de la Lune comme base de lancement pour des missions robotiques planétaires. Quant on sait que la puissance requise pour s'échapper de l'attraction lunaire est de 1/6 de celle de la Terre on comprend mieux l'intérêt d'utiliser notre satellite comme point de départ pour l'exploration du Système Solaire.