Pour la première fois depuis 1972, les États-Unis sont de retour sur la Lune.
Le jeudi 22 février à 18 h 23, heure de l’Est, Intuitive Machines Inc. a posé un vaisseau spatial robotisé sur la Lune, devenant ainsi la première entreprise privée à placer un véhicule intact sur la surface lunaire.
La NASA, qui a payé près de 118 millions de dollars pour cette mission, a publié ses félicitations sur la plateforme de réseau social X : « Votre commande a été livrée… sur la Lune ! » Intuitive Machines enverra à terme deux atterrisseurs supplémentaires sur la Lune en partenariat avec la NASA.
À mesure que les ambitions spatiales nationales grandissent et que le secteur spatial se développe, les entreprises se sont précipitées pour revendiquer le titre de premier engin privé en un seul morceau sur la Lune. Aucune n’a réussi jusqu’à présent. Une organisation israélienne à but non lucratif, SpaceIL, a essayé en 2019, mais son engin est arrivé trop vite et s’est écrasé à la surface. L’année dernière, Ispace Inc., basée à Tokyo, a perdu le contact avec son atterrisseur. Et en janvier, l’atterrisseur Astrobotic, basé à Pittsburgh, a subi une panne moteur juste après avoir atteint l’espace.
Depuis que les États-Unis ont réussi à envoyer des humains sur la Lune il y a un demi-siècle, pourquoi a-t-il été si difficile pour les entreprises, voire pour les pays, de recommencer ?
La lune est un environnement hostile. Il est difficile de concevoir un vaisseau spatial capable de naviguer sur sa surface et il est presque impossible de recréer ces situations sur Terre à des fins de test. Et les ressources des entreprises privées sont dérisoires en comparaison de celles dont disposait la NASA dans les années 1960 : un trésor de guerre qui atteignait autrefois environ 4 % du budget fédéral global des États-Unis.
Le plus grand obstacle a peut-être été celui des ingénieurs et des entreprises du 21e siècle ayant peu ou pas d’expérience en matière de moonshot. Cela fait plus de 50 ans que les gens ont conçu et envoyé des atterrisseurs sur la Lune, les entreprises sont donc parties de presque rien et ont travaillé avec de nouvelles technologies.
« Nous disons que nous y sommes déjà allés, mais ces entreprises n’y sont jamais allées auparavant », a déclaré Phillip Metzger, physicien planétaire à l’Université de Floride centrale, dans une interview. « Il s’agit vraiment d’une nouvelle technologie qui est en train d’être perfectionnée et mûrie en ce moment. »
Retour sur la lune
La NASA avait détourné son attention de la Lune après la dernière mission Apollo en 1972 pour se concentrer sur la navette spatiale, la Station spatiale internationale et d’autres objectifs. Diverses administrations ont proposé de retourner sur la Lune, mais ces programmes n’ont pas survécu aux vents politiques contraires. Mais en 2017, le président Donald Trump a incité la NASA à lancer l’initiative Artemis visant à renvoyer des humains.
L’objectif de l’agence spatiale est de créer une présence durable sur la Lune, affirmant qu’apprendre à y vivre et à y travailler permettra à terme aux humains d’explorer le système solaire.
Cela signifie de nombreux contrats gouvernementaux lucratifs. Et contrairement à l’ère Apollo, les entreprises privées ont le potentiel d’y parvenir, avec un peu d’aide de la NASA. Intuitive Machines et Astrobotic se sont tous deux associés au programme CLPS de l’agence spatiale, conçu pour stimuler le développement d’atterrisseurs commerciaux pour Artemis.
Pourtant, des défis physiques demeurent pour l’exploration lunaire. Le simple fait de voyager à travers le vide de l’espace pour atteindre la Lune est déjà un combat. Les vaisseaux spatiaux doivent faire face à de fortes variations de température, en fonction des parties du véhicule qui font face au soleil, et ils sont souvent bombardés de rayons cosmiques – des particules irradiées provenant du soleil ou de l’espace lointain qui peuvent facilement faire frire des appareils électroniques qui ne fonctionnent pas bien. protégé.
La Lune fait environ un quart de la largeur de notre planète, avec une gravité globalement bien moindre, ce qui rend difficile sa mise en orbite. Son terrain accidenté, ses cratères et d’autres facteurs répartissent inégalement la gravité.
« Lorsque vous orbitez autour de la Lune, vous finirez par vous écraser sur la Lune car la gravité grumeleuse perturbera votre orbite », a déclaré Metzger. « Pour cette raison, vous devez disposer d’une navigation qui comprend précisément où vous vous trouvez et qui peut s’adapter en temps réel. »
Contrairement à la Terre, dont l’atmosphère contribue à amortir la chute des vaisseaux spatiaux qui reviennent, la Lune n’a presque pas d’atmosphère. Pour y atterrir, pratiquement tous les engins spatiaux doivent utiliser une forme de moteur-fusée pour s’abaisser doucement vers le sol. Le vaisseau spatial doit faire fonctionner ses moteurs avec une telle précision qu’ils s’arrêtent relativement juste au-dessus de la surface. Sinon, ils risquent de s’écraser.
Tout cela nécessite de savoir sur quoi le vaisseau spatial s’apprête à atterrir. Les atterrisseurs robotisés s’appuient souvent sur les informations collectées par les capteurs du véhicule, ainsi que sur les images de leur cible d’atterrissage collectées à l’avance, qui ne sont souvent pas à très haute résolution. La distance entre la Lune et la Terre complique les choses. Il y a généralement quelques secondes de retard lors de l’envoi de commandes à ces vaisseaux spatiaux.
« Vous devez faire tout cela de manière autonome », a déclaré Addie Dove, professeur agrégé à l’Université de Floride centrale travaillant sur une mission d’alunissage. « Il n’y a aucun moyen pour un humain de corriger les choses en temps réel simplement à cause de la rapidité avec laquelle tout se produit. »
Cela peut conduire à des problèmes comme ceux rencontrés par Ispace en 2023. Il a finalement compris que son atterrisseur lunaire souffrait d’un problème logiciel et avait mal évalué la hauteur du terrain en dessous, ce qui l’avait amené à manquer de carburant et à s’écraser.
Et parfois, il y a des pannes matérielles. En janvier, l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale a fait atterrir son vaisseau spatial Smart Lander pour enquêter sur la lune à moins de 55 mètres, ou 180 pieds, de sa cible prévue. Un problème de moteur apparent a conduit le véhicule à se poser sur la tête plutôt que sur le côté. Ainsi, bien qu’il ait atterri intact, sa mission s’est terminée prématurément car il n’a pas pu recharger correctement ses panneaux solaires.
Le pole sud
Un niveau de difficulté supplémentaire pour Intuitive Machines était sa cible assignée. À l’origine, la société espérait atterrir près de l’équateur relativement plat de la Lune, où atterrissaient toutes les missions Apollo. Mais la NASA a demandé à l’entreprise de déplacer son site d’atterrissage vers la région du pôle sud de la Lune, un endroit que de nombreux pays convoitent et que l’Inde s’est rapprochée avec l’atterrissage de son Chandrayaan-3 en août dernier après l’échec d’une tentative russe.
Les données collectées par des vaisseaux spatiaux robotisés visitant la Lune ont confirmé que de nombreux cratères du pôle Sud pourraient contenir des poches d’eau sous forme de glace. La NASA et d’autres sont potentiellement intéressées par l’exploitation de cette glace, qui pourrait être utilisée pour l’eau potable ou pour les cultures. Si elle était divisée en ses composants élémentaires – l’hydrogène et l’oxygène – l’eau pourrait également devenir de futurs propulseurs pour les fusées. Mais il reste à voir quelle quantité de glace il y a et dans quel état elle se trouve.
La NASA espère à terme faire atterrir les futurs astronautes Artemis dans cette région et s’appuie sur la première vue au sol des États-Unis depuis l’atterrisseur Intuitive Machines. La région est fortement criblée de cratères et il est encore plus difficile d’y accéder depuis l’orbite que d’atteindre l’équateur. Changer le lieu d’atterrissage a nécessité une analyse et une ingénierie supplémentaires, presque comme planifier une toute nouvelle mission.
« Nous allons dans des endroits complètement différents sur la Lune où nous ne sommes jamais allés », a déclaré Dove. « C’est un peu comme dire que nous avons exploré tout l’Antarctique ou toute l’Afrique alors que nous n’avons été que sur la côte. »
Alors que les engins spatiaux lunaires subissent des années de tests sur Terre, la seule façon de savoir s’ils réussiront est de les tester dans l’espace. Mais même cela a ses limites.
« Si vous vous crashez trop souvent, alors les politiciens vous font arrêter d’essayer », a déclaré Metzger. « S’il s’agit d’un effort commercial, alors les investisseurs se retirent. Vous n’avez donc pas un nombre infini d’essais. »
Pour Intuitive Machines, le premier essai semble avoir fonctionné. Et selon les mots de l’administrateur de la NASA, Bill Nelson, cet exploit « montre la puissance et la promesse des partenariats commerciaux de la NASA ».
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