Les préparatifs pour de nouvelles missions spatiales liées à la Lune, des prochaines étapes de la NASA avec Artemis au plan ambitieux de la Chine pour coloniser la surface lunaire, sont en cours. Cependant, à moyen et long terme, il reste une question non résolue, à laquelle toutes les agences spatiales cherchent une réponse : comment avoir une alimentation électrique constante, abondante et fiable pour les bases lunaires permanentes.
Alors que certains parient sur de petits réacteurs nucléaires capables d’offrir une énergie quasi illimitée, il y a ceux qui proposent des alternatives qui passent par la captation de l’énergie solaire spatiale. C’est le cas de la startup suisse Astrostrom, qui a préparé une étude pour le soi-disant Centrale électrique lunaire pour la Grande Terre (Centrale lunaire de la Grande Terre ou GE⊕-LPS). En effet, l’Agence Spatiale Européenne (ESA) l’a intégré dans le cadre de sa Plateforme d’Innovation Espace Ouvert et de son projet Solaris, destiné à capter l’énergie solaire dans l’espace et à l’envoyer sur Terre.
Ce que propose Astrostrom, c’est la construction de une grande station spatiale habitable avec des milliers de panneaux solaires, construit presque entièrement avec des ressources de la Lune elle-même. Le but ultime serait de fournir 23 MW de puissance en continu par micro-ondes à des récepteurs mobiles sur la surface lunaire. Ce serait le moyen le plus propre, le moins cher et le plus efficace pour « répondre aux besoins des activités de surface, y compris les futures bases habitées », dit l’ESA dans un communiqué de presse.
envoyer de l’énergie solaire
La possibilité de capter l’énergie solaire spatiale (SBSP) et de l’envoyer sur Terre est un vieux désir de l’humanité. L’ESA le considère comme le grand atout au niveau technologique pour parvenir à la décarbonation totale tant attendue en 2050, mais ses origines remontent à l’idée d’un inventeur russe au début du XXe siècle et à une histoire de science-fiction écrite par Isaac Asimov en 1941.
Sa faisabilité a été minutieusement étudiée dans divers programmes américains dans les années 1970, mais les avancées technologiques actuelles remettent véritablement la question sur la table. En témoignent des propositions comme celle d’une équipe de scientifiques de Caltech (Californie) qui a lancé en janvier de cette année un vaisseau à bord d’une fusée SpaceX avec trois expériences pour voir si l’énergie solaire pourrait être générée et transportée depuis l’espace. Le but ultime? La construction d’une gigantesque centrale électrique dans l’espace pour fournir de la lumière bon marché au monde entier.
Le projet de centrale électrique lunaire de la Grande Terre
C’est le même objectif que poursuit l’Agence spatiale européenne avec le projet Solaris : une constellation de satellites pour collecter une partie de la lumière solaire illimitée disponible dans l’espace et la transmettre à la surface de la Terre. L’initiative « pourrait fournir de l’électricité aux ménages et aux entreprises européennes à des prix compétitifs d’ici 2040remplaçant les sources d’énergie fossiles et complétant les énergies renouvelables existantes, telles que le solaire photovoltaïque et l’éolien, réduisant ainsi le besoin de solutions de stockage à grande échelle », selon le site de l’ESA.
Le GE⊕-LPS proposé par Astrostrom est associé à ce même projet, mais axé sur la fourniture d’énergie aux infrastructures humaines sur la Lune. Pour ce faire, en s’inspirant de la forme d’un papillon, déploierait des milliers de panneaux solaires en forme de V avec des antennes intégrées. Sa configuration hélicoïdale s’étendrait sur plus d’un kilomètre carré d’un bout à l’autre, de quoi fournir jusqu’à 23 MW en continu, soit l’équivalent de la consommation mensuelle moyenne de 85 185 foyers européens.
Le projet Solaris de l’ESA pour réaliser l’énergie solaire dans l’espace
Au-delà du design, ce qui est vraiment nouveau dans la proposition d’Astrostrom, c’est que les cellules monocouches des panneaux solaires proviendraient de la surface lunaire, puisqu’ils seraient fabriqués à partir de pyrite de fer. Pour cela, une production automatisée avec des robots mineurs et un système pour son transport vers une orbite lunaire seraient utilisés, économisant des milliards d’euros de coûts en cours de route.
« Mettre un grand nombre de satellites solaires en orbite depuis la surface de la Terre poserait le problème du manque de capacité de lancementainsi qu’une pollution de l’air potentiellement importante « , déclare Sanjay Vijendran, développeur principal du projet Solaris. » Mais une fois qu’un concept comme GE⊕-LPS a prouvé ses processus de fabrication de composants et le concept d’assemblage d’un satellite à énergie solaire en orbite lunaire, il peut être mis à l’échelle pour produire davantage de satellites à énergie solaire à partir de ressources lunaires pour servir la Terre.
Station spatiale
La future station spatiale proposée par la société suisse serait situé à environ 61 350 kilomètres de la surface lunaireà un point de Lagrange entre la Terre et la Lune, un endroit spécifique dans l’espace où les objets ont tendance à maintenir une présence stable et stationnaire.
Conçu par le PDG d’Astrostrom, l’artiste américain Arthur Woods, avec la collaboration de l’architecte suisse Andreas Vogler, son apparence initiale ressemblait à un beignet géant qui tournait constamment, formé par différents anneaux habitables dans lesquels la gravité terrestre a été simulée. Les différents modules en forme de tonneau seraient entièrement recouverts de panneaux solaires et une grande antenne hyperfréquence serait chargée d’envoyer de l’énergie à des récepteurs situés à divers points de la surface lunaire.
Conception initiale de la station spatiale Astrostrom Astrostrom Omicrono
Au centre se trouverait un habitat central qui serait atteint à la fois par les astronautes en mission officielle et par les touristes de l’espace. Certaines des illustrations comprennent des segments dans lesquels des parcs, des chambres d’hôtel, des serres et même un terrain de golf sont observés. Cependant, le design semble avoir évolué et comprend désormais cet affichage en forme de papillon de panneaux solaires.
Dans tous les cas, GE⊕-LPS servirait de passerelle entre la Terre et la Lune, et comme point de départ pour une nouvelle ère d’exploration spatiale. Comme le souligne Sanjay Vijendran, cela « créerait de nombreux autres avantages, en plus de fournir suffisamment d’énergie propre pour la Terre, y compris le développement d’un système de transport cislunaire, d’installations minières, de traitement et de fabrication sur la Lune et en orbite, conduisant à une économie à deux planètes et à la naissance d’une civilisation spatiale ».
Illustration de l’envoi d’énergie de l’espace vers la Terre ESA Omicrono
Des recherches sur la faisabilité technique et financière du concept ont conduit Astrostrom à s’assurer que cette nouvelle station spatiale et centrale électrique pourrait être réalisée sans nécessiter d’avancées technologiques majeures. Et c’est qu’une bonne partie des technologies de base pour les opérations d’extraction et de fabrication de panneaux solaires sur la surface lunaire sont déjà utilisées ou sont en phase de développement sur Terre. Bien sûr, pour que GE⊕-LPS devienne une réalité, d’importants développements techniques sont encore nécessaires et il est encore loin de devenir une réalité.
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