L’exploration de la Lune est devenue de plus en plus une priorité ces derniers temps, en particulier avec une série d’atterrisseurs récemment lancés avec plus ou moins de succès. L’une des difficultés auxquelles sont confrontés ces atterrisseurs et toutes les futures missions humaines est de comprendre le terrain sur lequel ils atterrissent et qu’ils traversent potentiellement dans le cas d’un rover ou d’un humain. Pour aider à lutter contre ce problème, une équipe de chercheurs suisses a développé un concept de drone qui pourrait aider à cartographier certaines des zones les plus intéressantes et potentiellement dangereuses à explorer sur la Lune.
Cartographier la Lune est déjà une priorité depuis des années. Cependant, certaines des régions les plus intéressantes, telles que les régions d’ombre permanente (PSR) au niveau des pôles lunaires qui contiennent une quantité importante de glace d’eau, n’ont été cartographiées qu’à une résolution d’environ 1 m par pixel dans les meilleures images de celles-ci. Cela inclut l’amélioration artificielle par des algorithmes basés sur l’IA.
Ce niveau de résolution n’est pas suffisamment proche pour fournir des données de planification utiles pour tout potentiel rover ou mission humaine : la roue d’un rover donné elle-même n’aura pas encore plus de largeur, et encore moins espérer traverser un obstacle de cette taille. Par conséquent, tous les rovers que nous envoyons doivent être contrôlés manuellement ou se déplacer très lentement et de manière autonome. Compte tenu du calendrier opérationnel limité de ces missions de rover attendues, cette lenteur pourrait limiter leur capacité à rechercher les ressources et les sites précieux qui, selon les scientifiques, se cachent dans les PSR.
La solution évidente à ce problème est d’avoir une autre forme de robot servant d’éclaireur, similaire à ce qu’Ingenuity avait fait jusqu’à récemment pour le rover Perseverance sur Mars. Cette collaboration avait permis à Perseverance d’établir le record de la plus longue journée de conduite autonome sur une autre planète, totalisant environ 700 m. Si un éclaireur était capable de cartographier les détails de la surface lunaire devant un rover potentiel, il pourrait se déplacer encore plus vite que le rythme fixé par Perseverance.
Crédit : Univers aujourd’hui
À cette fin, de nombreuses missions ont été planifiées pour faire exactement cela. Dans un récent papier Publié dans Acta Astronautique Décrivant leur idée, Romeo Tonasso et ses collègues de l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne ont divisé ces concepts de mission existants en deux catégories : grandes et petites.
Les systèmes plus grands peuvent contenir des systèmes de propulsion chimique testés et disponibles dans le commerce qui, une fois testés en vol, peuvent être volumineux et utiliser des produits chimiques potentiellement dangereux. Des systèmes plus petits pourraient utiliser différentes formes de propulsion chimique, comme des fusées H2O2, ou des moyens de locomotion encore plus banals, comme sauter littéralement du sol à l’aide de jambes. Cependant, de nombreuses technologies pour ce type de propulsion ne sont pas encore à un niveau de développement suffisamment élevé pour être utilisées dans une mission pratique.
Trouver un juste milieu entre l’ancien modèle de trémie plus lourd et le modèle plus récent, non testé, était l’une des principales contraintes de conception du nouveau concept. La solution qu’ils ont trouvée était un drone propulsé par fusée qui serait lancé et reviendrait vers une station de base et pourrait être remorqué par un rover ou un autre véhicule d’exploration lunaire.
La station de base ravitaillerait le drone après chaque vol, lui permettant d’effectuer plusieurs vols sans transporter de poids propulsif excessif. Avec cette configuration, le système pourrait cartographier jusqu’à 9 kilomètres carrés de la surface lunaire à une résolution qui serait utile à la planification des missions du rover et de l’humain. À la fin de cet effort, la station de base devra être ravitaillée, lui permettant de poursuivre sa mission, qui est un élément central du concept de conception.
Cette idée présente d’autres avantages : de nombreuses autres trémies doivent atterrir au sol et leur système de propulsion peut introduire un chaos important dans l’environnement lunaire. Cela est particulièrement indésirable si la surface sur laquelle ils atterrissent contient des matériaux commercialement viables tels que de la glace d’eau. Le retour à une station d’accueil mobile élimine également tout soulèvement de poussière, ce qui peut gêner considérablement les opérations dans une zone, étant donné le temps qu’il faut à la poussière pour se déposer sur la Lune.
Bien qu’il y ait quelques détails dans le document, y compris une discussion sur l’architecture de haut niveau qui utilise du matériel testé dans l’espace, jusqu’à présent, cette idée n’est qu’un concept. Cependant, à mesure que la date de l’atterrissage humain d’Artemis III approche à grands pas, la NASA et d’autres agences spatiales bénéficieraient sans aucun doute d’une mission de reconnaissance réussie telle que celle décrite dans le document. Reste à savoir s’ils pousseront ou non l’idée jusqu’au bout.
Plus d’information:
Roméo Tonasso et al, Un drone de reconnaissance lunaire pour l’exploration coopérative et la cartographie haute résolution de lieux extrêmes, Acta Astronautique (2024). DOI : 10.1016/j.actaastro.2024.02.006