Après le fiasco de la mission Peregrino dès le début de son voyage vers la Lune, La NASA va réessayer maintenant avec les Intuitive Machines IM-1. Il s’agit du deuxième vol en un mois visant à atteindre le satellite naturel de la Terre, où les États-Unis n’ont rien envoyé depuis 1972. Le lancement aura lieu ce mercredi 14 février à 6 h 57 depuis l’Espagne continentale, à bord d’un SpaceX Falcon 9 et prévoit d’atterrir au pôle Sud le 22.
Cette mission fait partie du Commercial Lunar Payload Services (CLPS), un programme orchestré et promu par la NASA qui engage des entreprises privées pour envoyer du matériel scientifique et technologique sur la Lune. L’objectif est de créer une sorte de pont spatial pour apporter un soutien à Artemis – qui a révisé il y a quelques semaines le calendrier de lancement – et aux astronautes qui coloniseront le satellite à l’avenir.
Les dégagements de chaleur du programme CLPS sont importance vitale pour les plans de colonisation de la NASA sur la Lune. Ils démontrent la capacité des États-Unis à s’appuyer sur des entreprises privées pour envoyer tous types de matériels vers le satellite. Dans ces premières missions, ils se sont concentrés sur l’instrumentation, mais à l’avenir ils pourraient constituer des fournitures ou des outils pour les astronautes lunaires appartenant à Artemis.
Au coeur du IM-1 se trouve sur l’atterrisseur lunaire Nova-C, conçu et construit par la société américaine Intuitive Machines. Cet atterrisseur « est équipé de la technologie la plus avancée, notamment d’un système de propulsion alimenté par un mélange respectueux de l’environnement d’oxygène liquide et de méthane », selon l’entreprise elle-même.
Le succès « jettera les bases d’une économie lunaire florissante, ouvrant de nouvelles possibilités de recherche, de commerce et d’exploration », expliquent-ils. « En renforçant nos capacités à opérer sur la surface lunaire, la mission ouvre la voie à des efforts plus ambitieux, y compris l’établissement de bases lunaires et l’exploration des ressources« .
Le Nova-C mesure 4,3 mètres de haut pour un diamètre total de 1,6 mètre et pèse 675 kilogrammes. La capacité de charge utile s’élève à 130 kilogrammes et, si les propulseurs sont inclus, elle atteint 1 900 kilogrammes au décollage. Il utilise des panneaux solaires pour alimenter sa batterie et La durée de vie utile estimée est d’un seul jour lunaire.équivalent à 14 jours terrestres.
Le moteur, avec lequel il peut atteindre une vitesse de 11 km par seconde, a été construit grâce à l’impression 3D et est alimenté par deux réservoirs situés au cœur de l’atterrisseur. L’attitude du navire est contrôlée par un système de petits propulseurs intégrés dans la partie supérieure du navire et utilisant de l’hélium haute pression.
Le voyage délicat
Une fois le compte à rebours terminé et la fusée et l’atterrisseur Nova-C décollés de Cap Canaveral, la mission sera confrontée à un Voyage de 8 jours vers la Lune. Peu de temps après le lancement, un ressort éloignera doucement l’atterrisseur du deuxième étage du Falcon 9 pour commencer son voyage en solo.
Comme c’est déjà la norme dans ce type de voyage spatial, l’ensemble du système de navigation est programmé pour fonctionner en mode autonome. Une fois la rotation de l’atterrisseur contrôlée après le désamarrage, les caméras de suivi d’étoiles analyseront les images du ciel obtenues.
« Le logiciel embarqué prendre des mesures de suivi des étoiles et les traite via un algorithme connu sous le nom de filtre de Kalman », indiquent-ils d’Intuitive Machines. Cette information est essentielle dans les premières minutes de vol en solo, car elle fournit le guidage nécessaire pour que le système de navigation sache où il doit aller.
Gros plan sur l’atterrisseur Nova-C d’Intuitive Machines
Durant le voyage, le contrôle au sol situé à Houston (Texas) sera chargé de superviser chacune des manœuvres et des éléments clés comme les conditions thermiques extrêmes auxquelles il sera soumis. Comme ils l’expliquent, ils apporteront de petites corrections jusqu’à ce que le Nova-C intercepte une orbite lunaire bassesitué à environ 100 km au-dessus de la surface.
A partir de ce moment, l’un des processus les plus importants de tout le voyage. L’équipe en charge de la mission IM-1 entamera une cadence de vérifications afin d’analyser l’état du module et de ses systèmes embarqués en vue de préparer l’atterrissage.
Cela inclut, comme indiqué, le calibrage de caméras de navigation optique pour les conditions d’éclairage de la Lune. Ces types de caméras sont essentiels pour que le navire place ses jambes dans la zone indiquée, ainsi que pour la bonne exécution de l’approche vers le satellite.
Après avoir terminé son insertion sur l’orbite de descente, l’atterrisseur s’installera à une altitude de 10 kilomètres à proximité du site d’atterrissage. Désormais, le rôle des techniciens des centres de contrôle au Texas est simple spectateur et analyseur de télémétrie.
Toutes ces données sur l’état du navire seront interceptées grâce au réseau d’antennes pour l’espace lointain de la NASA, qui possède l’une de ses trois installations mondiales à Robledo de Chavela (Madrid). Le système de navigation puis reprends le contrôle total pour réduire la hauteur et la vitesse et exécuter la manœuvre d’approche finale et d’atterrissage.
Représentation de Nova-C à la surface de la Lune Intuitive Machines
Les informations obtenues par les caméras et les lasers du Nova-C alimenteront les algorithmes de manipulation et de navigation qui « assurent le guidage et le contrôle » dans les phases finales du vol. « Les capteurs sont comme les yeux humains qui collectent des données de position, de vitesse et d’orientation », indiquent-ils.
Ces algorithmes développés par l’entreprise « ils jouent le rôle de cerveau » en déterminant où et comment le navire doit se déplacer pour atterrir à l’endroit indiqué. Pour ce faire, il exécute les commandes de démarrage du moteur et utilise les propulseurs d’attitude, réajustant ainsi la trajectoire.
Le navire est conçu pour atterrir à une vitesse d’un mètre par seconde. « Contrôleurs de vol [de la compañía] attendez-vous à un délai d’environ 15 secondes avant de confirmer l’atterrissage doux à la surface de la Lune.
Instruments à bord
La NASA, en tant que promoteur de cette mission, Au total, 5 charges utiles ont été sécurisées à bord du Nova-C. Tous sont axés sur divers domaines scientifiques et technologiques et joueront un rôle clé pour ouvrir la voie aux futures missions, qu’elles soient habitées ou non.
Puisque la Lune ne dispose pas d’un champ magnétique global pour la protéger, les particules chargées – provenant du vent solaire, des rayons cosmiques et des éruptions solaires – peuvent atteindre la surface et créer un « environnement plasma en surface ». Cette couche mince s’élève jusqu’à 2 mètres au dessus du régolithe et sera le champ d’étude de l’instrument ROLSES.
Vol Nova-C dans le cadre de la mission IM-1 Intuitive Machines
ROLSES »détectera également les sursauts radio solairesles émissions radio de Jupiter, la poussière impactant la surface de la Lune et le bruit des émissions radio naturelles de la Terre », indique la NASA. « Ces mesures aideront les futures missions d’exploration en démontrant l’environnement du plasma que les astronautes et autres systèmes d’exploration rencontreront.
Le LN-1 est un autre des grands paris de l’Agence spatiale américaine pour les années à venir qui passe par le création d’une sorte de système de géopositionnement lunaire, dans le plus pur style du GPS terrestre. Bien que LN-1 soit une première approche, l’objectif de la NASA est de créer un réseau de balises à la surface de la Lune qui serviront de balises pour les futures missions.
Les autres charges utiles sont : le NDL, un système laser qui fournit des données de vitesse et d’altitude très précisément lors de l’atterrissage – SCALPSS – qui capturera les effets du panache de poussière du moteur de l’atterrisseur sur la surface lunaire – et RFMG – un système qui utilisera des ondes radio et des antennes pour mesurer la quantité exacte de propulseur disponible -.
Outre la NASA, Instuitive Machines a également mis en place disponible pour d’autres entreprises privées une partie de l’espace à l’intérieur de l’atterrisseur Nova-C. La marque textile Columbia a intégré un nouveau matériau qui protège le module des températures extrêmes.
Représentation de l’atterrissage du module lunaire Nova-C sur la Lune Intuitive Machines
L’EagleCam rejoint la mission, une caméra qui se chargera de capturer pour la première fois de l’histoire Images à la troisième personne d’un vaisseau spatial atterrissant sur la Lune. Il y aura également de la place pour 125 sculptures miniatures, chacune associée à un NFT, une caméra conçue pour collecter des images de la Voie lactée et le premier data center lunaire.
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