Le retour de l’homme sur la Lune, un premier pas vers Mars

Bientôt cinquante ans après l’exploit d’Armstrong, Aldrin et Collins, la Nasa est en bonne voie pour fouler de nouveau le sol lunaire avec son programme Artemis. La Chine quant à elle, s’est associée à la Russie pour construire une Station de recherche lunaire internationale (ILRS) près du pôle sud de la Lune. Ces avancées, bien tangibles, sont un premier pas vers l’exploration humaine de la planète Mars, déjà dans la ligne de mire du patron de SpaceX Elon Musk.

Nouvelle dynamique

Le dernier homme à avoir marché sur la Lune, Eugene Cernan, a foulé le sol de notre satellite naturel dans le cadre de la mission Apollo 17 en 1972. Mars, la planète rouge, n’a pas encore accueilli d’astronaute à sa surface, simplement des atterrisseurs robotisés et des astromobiles comme Curiosity ou Perseverance de l’agence spatiale américaine (Nasa). Mais les choses sont sur le point de changer, puisque la Nasa prévoit notamment de renvoyer des hommes sur la Lune dès 2025 avec son programme Artemis. La création d’une station orbitale lunaire LOP-G, qui servira d’avant-poste pour les futures expéditions martiennes, fait partie du projet. Le Chine et la Russie pourraient de leur côté, si le conflit russo-ukrainien ne fait pas obstacle, créer d’ici 2030 une « petite ville » à la surface de la Lune, et le patron de SpaceX Elon Musk ne cache pas ses ambitions, déjà tournées vers Mars.

Pourquoi retourner sur la Lune ?

2040. Une centaine de personnes vit sur la Lune, s’abreuve de glace fondue et se nourrit de plantes cultivées sur place. Pure utopie ?

Notre satellite, loin d’être un vulgaire caillou, possède une multitude de richesses et attire donc bien des convoitises. Tout d’abord, on y trouve du basalte. Cette roche volcanique pourrait être utilisée comme matière première pour fabriquer satellites et vaisseaux spatiaux grâce à l’impression 3D sur place. Les engins pourraient ensuite être lancés directement depuis la Lune pour un coût 40 fois moins important que depuis la Terre. En effet, notre planète possède une gravité six fois plus grande (9,81 m⁄s² contre 1,62 m⁄s² sur la Lune), contre laquelle il faut lutter pour se placer en orbite terrestre dans le cas de satellites de télécommunication, ou se propulser vers Mars avec un vaisseau spatial.

De plus, l’hélium 3, un gaz léger et non radioactif rare sur notre planète mais commun sur la Lune, permettrait de générer de l’énergie. Beaucoup d’énergie. En effet, 25 tonnes d’hélium 3 suffiraient à combler les besoins énergétiques des États-Unis pendant un an.

Par ailleurs, l’eau enfermée dans la glace des pôles lunaires peut être séparée en hydrogène et en oxygène, deux gaz qui explosent lorsqu’ils sont mélangés. De quoi alimenter les moteurs de fusées. Enfin, il est envisageable d’exploiter l’énergie solaire à la surface de notre satellite naturel ou encore de développer le tourisme lunaire…

D’abord une station orbitale lunaire

« Nous renverrons des astronautes de la Nasa sur la Lune, pas seulement pour y laisser des empreintes et des drapeaux, mais pour y établir les fondations nécessaires afin d’envoyer des Américains sur Mars et au-delà  », a déclaré l’ex vice-président des États-Unis Mike Pence. L’objectif des Américains est limpide : transformer notre satellite en terrain d’essai pour les différents équipements et technologies nécessaires à l’exploration de Mars.

À cet effet, la Nasa développe le programme d’exploration de la Lune Artemis, dont la première mission doit décoller en mai 2022. Objectif : envoyer des hommes sur le sol lunaire en 2025 au plus tôt. Au fil des missions, une station orbitale lunaire baptisée LOP-G (Lunar Orbital Platform-Gateway) doit être construite. La structure, qui orbitera en permanence autour de la Lune, va servir d’intermédiaire aux communications entre la Terre et le sol lunaire, de laboratoire scientifique, de logement temporaire pour les astronautes et de “garage” aux rovers et robots d’exploration. Bien sûr, la station LOP-G servira aussi d’avant-poste pour les missions d’exploration plus lointaines, notamment vers Mars.

=> Tout savoir sur le programme Artemis

A noter que pour mener à bien le programme Artemis, la Nasa investit également beaucoup dans la modernisation de ses installations au sol, qui permettront de communiquer depuis la Terre avec les engins spatiaux de l’environnement lunaire. Le complexe de lancement 39 du centre spatial Kennedy (Floride), d’où doit décoller la fusée SLS qui lancera les différents éléments du programme, a été modernisé, tout comme le réseau d’antennes Deep Space Network (Californie, Espagne, Australie). Un nouveau réseau, le Lunar Ground Station, devrait aussi être créé.

De plus, deux nouvelles combinaisons spatiales sont en cours de développement. La première baptisée Exploration Extravehicular Mobility Unit (xEMU), optimisée pour marcher sur la surface lunaire, est en cours de tests dans la Station spatiale internationale et en milieu aquatique sur Terre. Sa particularité ? Elle peut s’adapter à différents types de morphologies d’hommes… et de femmes. Le deuxième attirail est une mise à jour de l’emblématique combinaison orange « citrouille » que les astronautes de la Nasa ont portée de 1981 à 2011. Appelée Orion Crew Survival System, elle servira lors du lancement dans l’espace et du retour sur Terre. 

La Chine (et la Russie) dans la course

De son côté, la Chine n’est pas en reste et rattrape à toute allure son retard dans le domaine de l’exploration spatiale. Alors que le premier astronaute chinois atteignait seulement l’espace en 2005, l’Empire du milieu possède déjà une station spatiale autour de la Terre, la China Space Station (CSS) actuellement en cours d’assemblage à vitesse grand V. Pékin prévoit aussi un lanceur lourd pour la fin de la décennie, et développe son équivalent du vaisseau américain Orion pour desservir la CSS et être utilisé dans le cadre de missions habitées vers la Lune. Tout se met donc en place pour les vols lunaires habités chinois, ce devrait motiver les Américains à maintenir le calendrier programme Artemis. 

De plus, au printemps 2021, la Chine a signé avec la Russie un accord pour la construction d’une Station de recherche lunaire internationale (ILRS pour International Lunar Research Station) qui pourrait être opérationnelle en 2035. Pékin et Moscou sont globalement parvenus à un consensus et un accord définitif devrait pouvoir être signé d’ici fin 2022, si le contexte lié au conflit russo-ukrainien ne venait pas tout chambouler.

La première phase du partenariat sino-russe devrait permettre un travail de reconnaissance pour déterminer l’emplacement de la future base à proximité du pôle sud lunaire. Ce sera la mission à compléter d’ici 5 ans des sondes chinoises Chang’e-6 et Chang’e-7 et des missions russes Luna 25, 26 et 27. Tous ces vaisseaux devraient opérer dès 2024-2025.

Puis, lors de la seconde phase du projet entre 2026 et 2030, la mission chinoise Chang’e-8 et la mission russe Luna 28 s’installeront sur le site choisi. La construction d’une infrastructure « similaire à une petite ville » sera animée par des systèmes robotiques. La Chine espère envoyer de premiers astronautes sur place au début des années 2030, en s’appuyant sur son lanceur super-lourd Longue Marche 9 en cours de développement.

Pékin et Moscou ne seraient pas opposés à ce que plusieurs autres partenaires rejoignent le projet, une déclaration qui a toutefois été faite avant le début de la guerre en Ukraine.

A noter que l’Europe a quant à elle décidé de ne pas développer de système de vol habité, préférant miser sur d’éventuelles collaborations dans le cadre de l’exploration humaine, et se consacrer à d’ambitieuses missions scientifiques robotisées.

Elon Musk vise Mars

Des industriels comme Boeing, Lockheed Martin, Orbital ATK ou Bigelow Aerospace ont publié plusieurs études sur des avant-postes orbitaux lunaires habités, tandis que Blue Origin de Jeff Bezos a manifesté son souhait d’assister la Nasa dans la conquête lunaire. Mais concernant Mars, c’est du côté de SpaceX qu’il faut se tourner.

Son fondateur Elon Musk, également à la tête du fabricant de voitures électriques Tesla, affirmait jusqu’à récemment préparer le vol habité vers la planète rouge pour 2024. Une ambition revue à la baisse au mois de mars 2022, dans un tweet où le milliardaire évoque plutôt une échéance pour 2029. Tout de même, Elon Musk est le seul à parler de la conquête de Mars de façon aussi concrète.

En 2016, le milliardaire présentait son Interplanetary Transport System (ITS), constitué d’un étage principal surmonté d’un véhicule habité.

De ce projet, que certains ont jugé réalisable malgré quelques imprécisions, SpaceX a dérivé une version « réduite » en performance et en taille, qui mesurerait tout de même près de 120 mètres de haut, soit plus de deux fois plus qu’un lanceur Ariane 5. C’est grâce à cette fusée géante désormais rebaptisée Starship, que SpaceX compte envoyer des hommes sur Mars. La fusée sera aussi capable de mettre des satellites en orbite, réaliser des vols commerciaux longue distance sur Terre ou se rendre sur la Lune.

Après le premier pas de l’homme sur Mars, Elon Musk ambitionne tout simplement d’établir une colonie martienne de plus d’un million de personnes sur notre planète voisine… d’ici à 2060.

Bonus

Nous avons repéré cette vidéo Youtube de pure fantaisie qui reprend des images de sources diverses (notamment la Mars Society) et invite à rêver aux voyages sur Mars. Montez le son et vibrez avec la musique de Jean-Michel Jarre & Armin Van Buuren !