Les infrastructures physiques sur la Lune seront essentielles à toute présence humaine à long terme, alors que l’Amérique et la Chine se préparent à une présence humaine durable sur la Lune. De plus en plus, une tour auto-déployante constitue l’un des éléments les plus essentiels de cette infrastructure physique.
Ces tours peuvent contenir de nombreux équipements, des panneaux solaires aux réseaux de communication, et plus elles peuvent supporter le poids de la gravité lunaire, plus elles deviennent performantes. Il est donc essentiel de comprendre la meilleure configuration structurelle pour ces tours, ce qui est l’objet d’un récent article rédigé par des chercheurs de l’Université d’État de Caroline du Nord et du Langley Research Center de la NASA.
Plusieurs technologies soutiennent cette structure, qui a été développée dans le cadre du projet SELTI (Self-Erectable Lunar Tower for Instruments) de la NASA. L’une des technologies les plus importantes est le matériau dont est constituée la tour. Dans leur étudeles chercheurs ont étudié deux types de matériaux : la flèche tubulaire enroulable ondulée (COROTUB) et le mât tubulaire pliable (CTM).
Considérons d’abord la conception autour de COROTUB. COROTUB est une technologie brevetée conçue pour être utilisée avec de petits satellites. Par exemple, cela permettrait à un CubeSat de déployer une antenne plusieurs fois supérieure à sa taille tout en restant enroulé dans un boîtier relativement compact. L’adaptation de la technologie à un mât à flèche déployable destiné à être utilisé sur la Lune est une prochaine étape évidente.
CTM, en revanche, est disponible dans le commerce auprès d’Opterus. Il est conçu pour rouler à plat dans une forme semblable à un rouleau de ruban adhésif. Une fois déployé, il est capable de supporter une charge utile située en haut du mât. Sa conception semble beaucoup plus simple que celle de COROTUB, mais en apparence, ils ont des limites de poids presque équivalentes.
Cependant, l’une des caractéristiques les plus essentielles de ces tours ne réside pas dans le matériau de la flèche lui-même mais dans la structure de support, dans ce cas, il s’agit d’un câble. L’article examine les conceptions avec et sans câbles de support qui pourraient contrecarrer la force des instruments situés au sommet de la flèche, les obligeant à s’affaisser d’un côté. Imaginez un tournesol géant avec ses pédales pliées d’un côté, mais de l’autre côté, il y a un câble métallique qui le maintient en place.
Les systèmes dotés de cette structure de câbles de support fonctionnent de manière supérieure selon à peu près toutes les mesures utilisées par les auteurs. Les méthodes utilisées comprenaient un type d’analyse mathématique connue sous le nom de méthode Rayleigh-Ritz, qui est généralement utilisée pour calculer les charges sur les structures. Mais les calculs pour ces structures sur la Lune sont différents de ceux sur Terre. D’une part, beaucoup moins de gravité et aucun vent ne nécessiteraient un support supplémentaire.
Cependant, le système doit subir d’énormes différences de température selon qu’il est situé sur la face éclairée ou non de la Lune. Pour l’instant, ceux-ci ne semblent pas faire partie des calculs utilisés dans l’analyse.
COROTUB et CMT ne sont pas non plus les seules technologies potentielles cherchant à résoudre ce problème. Nous avions précédemment rendu compte du projet LUNARSABER de Honeybee Robotics, dont les mâts de 100 m de haut résoudraient un problème similaire à celui résolu par les tours basées sur COROTUB et CMT.
Même s’il reste à voir quelle technologie sera utilisée sur un prototype complet sur la Lune, le fait que plusieurs organisations étudient cette technologie est une bonne indication de promesse. Et comme l’hébergement de lumières littérales est l’un des cas d’utilisation de ces tours, ce n’est qu’une question de temps avant que davantage de lumière ne soit éclairée sur cette technologie et sur la surface lunaire en dessous.
Plus d’informations :
Étude: Architectures structurelles pour tours lunaires auto-érigeables