La lune orbite à une distance moyenne de 384 400 km de la terre, en gardant toujours le même côté face à la Terre. La température lunaire peut varier entre -173°C et 127°C à l'équateur. Dans les régions polaires, elle peut descendre à -253°C.
En réalité, la terre et la lune reçoivent des quantités quasi-similaires d'énergie solaire, mais l'atmosphère de la planète bleue isole une grande partie de la chaleur. Sur la lune, il n’y a donc pas d’atmosphère pour empêcher la surface de devenir brûlante le jour, de même que pendant la nuit, il n’y a pas d’isolation atmosphérique pour retenir la chaleur, ce qui rend la surface lunaire extrêmement froide.
A travers le programme Artemis, la NASA et ses partenaires souhaitent installer une base permanente sur la Lune, qui devrait notamment servir de tremplin pour des missions vers Mars. Souvent identifiée à la Lune, Artémis était la divinité grecque de la chasse, fille de Zeus, soeur jumelle d'Apollo et compagne d'Orion...
Les cinq missions Artémis
Lors de la première mission du programme Artemis de l'agence spatiale américaine, le vaisseau spatial Orion sans équipage a été mis sur orbite lunaire le 25 novembre 2022, après le lancement le 16 novembre de la fusée de près de 100 mètres de haut, Space Launch System (SLS), la plus puissante du monde, au Centre Spatiale Kennedy de la NASA en Floride. Son retour sur Terre a eu lieu le 11 décembre de la même année.
Cette première phase avait pour objectif de valider le fonctionnement du lanceur SLS et le vaisseau Orion. Programmée pour fin 2024 début 2025, la mission Artemis 2 enverra un équipage de quatre astronautes autour de la Lune. Il s'agit de Christina Koch, Victor Glover et Reid Wiseman de la Nasa, et Jeremy Hansen de l’Agence Spatiale Canadienne.
L’équipage se retrouvera d'abord en orbite terrestre pour vérifier des systèmes et ajuster des panneaux solaires sur Orion. "Ensuite, une puissante poussée de l’étage de propulsion cryogénique intermédiaire du SLS aidera Orion à effectuer une manœuvre d’injection translunaire, mettant le cap sur la Lune", explique Catherine Williams, journaliste spécialisée à la Nasa.
Parmi des centaines d’orbites potentielles, la NASA en a choisi une gravitationnellement équilibrée entre la Terre et la Lune qui maximisera le rendement énergétique et assurera un excellent accès lunaire. L'équipage vivra à bord de la capsule Orion. Chaque capsule pour les mission suivantes devrait être composée d'un Module de Service Européen de l'ESA avec des réservoirs de carburant et le moteur principal pour entrer en orbite.
Orion regagnera l'atmosphère terrestre quelques jours plus tard à une vitesse équivalente à 30 fois la vitesse du son, soit près de 37.000 km/h! Freiné par 11 parachutes, le vaisseau spatial terminera sa course folle dans l'océan Pacifique. La mission Artemis 3 fera alunir à bord du vaisseau Starship les premiers humains près du pôle Sud de la Lune en 2026.
Les échantillons et données collectées par les astronautes élargiront notre compréhension du système solaire et de notre planète. Les astronautes d’Artemis 4 vivront dans la première station spatiale lunaire, Gateway. La mission rassemblera plusieurs lancements et amarrages d’engins spatiaux en orbite. Les éléments de Gateway construits au sol voyageront environ une année en orbite lunaire, profitant de la propulsion solaire-électrique et de la gravité de la Terre, de la Lune et du Soleil pour atteindre leur destination.
Arrivés en orbite, les ordinateurs de Gateway exécuteront des contrôles pour préparer la venue d'un deuxième élément d'habitation avec l'équipage d'Artemis 4, le module International d'Habitation (I-Hab) fourni par l'Agence Spatiale Européenne (ESA). Les systèmes de survie critiques du module sont fournis par l'Agence Spatiale Japonaise (JAXA).
L’orbite de forme ovale de Gateway offrira des vues uniques de la Terre, de la Lune, du Soleil et de l'espace pour les études scientifiques. La station spatiale lunaire sera doté d'instruments pour étudier "l'héliophysique, la santé humaine et les sciences de la vie", entre autres domaines, explique Mme Williams.
Artemis 5 sera le troisième alunissage avec équipage, une étape cruciale qui contribuera à l’objectif à long terme d’établir une présence humaine durable sur la lune.
Un pied-à-terre sur la Lune pour atteindre Mars
La NASA développe des systèmes de rover pressurisés qui permettront aux astronautes d’Artemis d’explorer la Lune à divers endroits, et un nouveau véhicule tout-terrain leur permettra d'aller au-delà du pôle Sud.
Les scientifiques étudient aussi des systèmes d'habitation en surface pour les futures missions, en complément de la station spatiale Gateway en orbite (Artemis 4 et 5). Il leur faudra etudier les ressources lunaires pour adapter des technologies de traitement en vue de construire une infrastructure durable, y compris, par exemple, une rampe de lancement...
Selon le New York Times, la NASA élabore des plans pour des nouveaux types de mélanges de béton, et des robots de construction pourraient rassembler des fragments de minéraux ou de poussière lunaire transformés en béton pour construire des abris civils d'ici 2040.
Citée par le New York Times, la géologue Jennifer Edmunson, cheffe de projet à la Nasa, estime qu'il faut commencer ce développement dès maintenant si l'on veut créer des habitats sur la Lune dans une vingtaine d'années. Pour ce faire, l'agence spatiale américaine s'est associée à Icon, une entreprise de construction texane spécialisée dans l'impression de bâtiments en 3D.
L'infrastructure pourra étre composée d'habitats modernes, de laboratoires et de capacité de production et de stockage d'énergie, a précisé à Fox News Rachel Kraft, Chargée de communication pour le développement de systèmes d'exploration à la NASA.
"Une colonie lunaire"
"Lorsque nous parlons d’une présence humaine durable, cela signifie une colonie lunaire avec des gens qui vivent et travaillent sur la Lune", a déclaré au New York Times Raymond Clinton, Directeur adjoint du bureau des sciences et technologies au centre Spatial Marshall de la NASA.
Après l'établissement d'une présence à long terme sur la Lune, la Nasa et ses partenaires utiliserons ce qu'ils auront appris "pour faire le prochain pas de géant: envoyer les premiers astronautes sur Mars", indique l'agence spatiale américaine sur son site internet. Et d'ajouter: "Tout en maintenant le leadership américain en matière d’exploration, nous bâtirons une alliance mondiale et explorerons l’espace lointain pour le bénéfice de tous."
Chaque mission Artemis devrait effectivement enrichir des connaissances, tout en perfectionnant les opérations spatiales pour le grand saut vers l'inconnu, la première mission humaine sur Mars. Grâce à la faible gravité de la lune, il serait d'ailleurs plus facile de lancer un mission vers d'autres planètes à partir d'un vaisseau qui serait fabriqué sur notre satellite.
Pour ce faire, les équipages d'Artémis continueront d'analyser de nouveaux échantillons de roche lunaire afin de découvrir d'autres minéraux, sachant déjà que la Lune regorge de fer et de titane, des métaux utilisés dans l'industrie aérospatiale.
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