Artemis, le programme de la NASA pour ramener l'Homme sur la Lune

Dans les prochaines années, la NASA a pour objectif de ramener l’Homme sur la Lune pour la première fois depuis 1972, avec pour la première fois une femme à son bord. Sur les traces du programme Apollo, cette nouvelle mission, baptisée Artemis, pourrait se lancer dans son voyage vers la surface lunaire dès 2025.

Nommé ainsi en référence à la déesse grecque de la Lune, le programme Artemis a été créé pour effectuer des voyages répétés vers notre satellite afin de permettre à la NASA et ses agences spatiales partenaires d’y installer un nouveau poste. Les responsables de la NASA espèrent également que le programme pourra servir de tremplin vers des objectifs spatiaux encore plus ambitieux, tels qu’établir une présence régulière sur la Lune, ou encore s’aventurer jusqu’à la planète rouge.

Le chemin vers notre sattelite naturel est complexe et comporte de nombreux défis, mais aussi d’extraordinaires possibilités d’exploration. Voici le plan élaboré pour ramener l’être humain sur la Lune, la technologie requise pour mener à bien une telle mission, et ce que nous savons des personnes qui pourraient être sélectionnées pour rejoindre cette ambitieuse aventure.

QUELS VAISSEAUX SERONT UTILISÉS POUR LE VOYAGE ?

Pendant leurs missions, les équipages d’Artemis vivront à bord d’Orion, une capsule conçue pour maintenir un équipage de quatre personnes en vie et en bonne santé pendant un maximum de 21 jours dans l’espace lointain. Chaque capsule Orion volera avec un module de service européen (ESM), fourni par l’Agence spatiale européenne, qui transportera des panneaux solaires, des systèmes de survie, des réservoirs de carburant et le moteur principal nécessaire pour entrer en orbite lunaire.

La capsule Orion sera propulsée par le Space Launch System (SLS), un lanceur de près de 100 mètres de haut dont l’étage central brûle un mélange d’hydrogène et d’oxygène liquides. Le premier étage de la fusée utilise quatre moteurs RS-25, développés à l’origine pour le Space Shuttle program, le Programme de la navette spatiale américaine. Artemis I, un vol d’essai aller-retour vers la Lune, qui ne sera pas habité, utilisera des moteurs remis à neuf qui ont chacun participé à au moins trois missions du Space Shuttle.

Chaque fusée SLS utilisera également deux énormes boosters à combustible solide fixés de chaque côté de l’étage central. Ensemble, la fusée générera une poussée de 3,9 millions de kilogrammes au lancement, soit 15 % de plus que Saturn V du programme Apollo. Une fois dans l’espace, l’étage supérieur de la fusée se détachera de l’étage central et allumera ses propres moteurs pour envoyer Orion (avec le module de service européen) sur la Lune.

Orion ne peut pas se poser sur la Lune. Par conséquent, lorsque la NASA tentera de se poser pendant Artemis III, elle transférera l’équipage d’Orion vers une version modifiée du vaisseau Starship de SpaceX, en orbite lunaire. Starship, actuellement en phase de test par SpaceX, transportera ensuite les astronautes vers la surface, puis les ramènera.

Lorsqu’Orion reviendra sur Terre, la capsule utilisera ses boucliers thermiques pour survivre à la descente fulgurante dans l’atmosphère terrestre, puis déploiera ses parachutes pour s’écraser dans l’océan.

QUELLES SERONT LES PREMIÈRES MISSIONS DU PROGRAMME ?

La première mission, Artemis I, est un lancement d’essai inhabité prévu ce lundi 29 août, avec des dates de réserve les 2 et 5 septembre. Artemis I sera le premier essai de vol de l’ensemble des véhicules du programme : Orion, le module de service européen et la fusée SLS. À l’heure actuelle, la seule pièce à avoir déjà volé dans l’espace est Orion, lancée sur une autre fusée en décembre 2014 afin de tester ses boucliers thermiques. Cette première mission durera entre quatre et six semaines, selon le moment du lancement, et emmènera Orion en orbite autour de la Lune, puis reviendra sur Terre.

« Nous apprenons grâces aux défis, et aux réussites : Artemis I prouve que nous pouvons faire de grandes choses, des choses qui unissent les gens, des choses qui profitent à l’humanité, des choses comme Apollo qui inspirent le monde », a déclaré Bill Nelson, administrateur de la NASA, lors d’un point de presse le 3 août. « Nous sommes désormais dans la génération Artemis. »

Artemis II, prévu pour mai 2024 au plus tôt, sera le premier vol habité du programme. Au cours de cette mission de dix jours, un équipage de quatre personnes se mettra en orbite autour de la Lune à bord d’Orion, puis reviendra sur Terre. La mission est similaire à celle du vol d’Apollo 8 en décembre 1968.

Artemis III, la mission destinée à ramener des personnes sur la surface de le Lune, sera lancée au plus tôt en 2025. Avec quatre astronautes, cette dernière commencera comme Artemis II, mais lorsqu’Orion entrera en orbite autour de la Lune, il s’amarrera à un vaisseau Starship de SpaceX. Deux membres de l’équipage utiliseront ensuite le Starship pour se poser sur la surface, près du pôle Sud de la Lune. Ces astronautes passeront environ 6,5 jours à explorer et à faire des recherches, puis Starship ramènera l’équipage en orbite lunaire, où les astronautes retourneront sur Orion et rentreront sur Terre.

QUAND ARTEMIS III ARRIVERA-T-IL SUR LA LUNE ?

Contrairement aux missions Apollo, qui se sont posées près de l’équateur de la Lune, Artemis III se posera près du pôle Sud. La NASA a dévoilé treize régions candidates à l’alunissage ; chacune d’entre elles s’étend sur un carré d’environ 15 kilomètres de côté et contient au moins dix sites d’alunissage possibles.

La NASA envisage ces sites du fait des caractéristiques géologiques diverses qu’ils présentent, et qui n’ont encore jamais été explorées. Tous sont dotés d’un terrain plat permettant un atterrissage en toute sécurité et bénéficie de 6,5 jours d’ensoleillement à la fois, ce qui permettra aux astronautes de rester à la surface pendant près d’une semaine. Les zones passent le reste du temps dans l’ombre, raison pour laquelle le site d’alunissage exact d’Artemis III dépendra du moment où la mission sera lancée.

La roche et la poussière lunaires, connues sous le nom de régolithe, qui sont dans les zones constamment à l’ombre et proches des sites d’atterrissage cibles, contiennent les empreintes chimiques de l’eau. La récolte de la glace d’eau dans le régolithe lunaire faciliterait grandement l’établissement d’une présence humaine à long terme sur la Lune, de type station de recherche, comme en Antarctique.

Cependant, on ne sait pas encore si l’eau contenue dans cette poussière est abondante ou facile à extraire. Pour savoir si l’eau de la région est utilisable, dès 2024, la NASA prévoit d’envoyer un rover robotisé appelé VIPER pour explorer le pôle Sud et recueillir davantage de données sur les dépôts de glace. Les astronautes d’Artemis III pourraient alors continuer à étudier la région.

COMMENT LE PROGRAMME ARTEMIS A-T-IL VU LE JOUR ?

Les origines d’Artemis remontent au programme d’exploration spatiale Constellation sous la présidence de George W. Bush, officialisé en 2005, qui est devenu le programme de vols habités de la NASA destiné à remplacer la navette spatiale qui devait prendre sa retraite.

Sous Obama, le programme Constellation a été annulé en raison de retards et de dépassements de budget, ce qui a plongé l’industrie aérospatiale, qui s’était développée autour de du Space Shuttle et de Constellation, dans l’incertitude. En 2010, le Congrès a réagi en adoptant un projet de loi qui conservait la capsule d’équipage Orion de Constellation et prévoyait une nouvelle fusée utilisant les contrats existants du Space Shuttle et de Constellation, qui est devenue le SLS.

Les plans pour Orion et le SLS ont évolué au fil des ans, mais le programme Artemis tel que nous le connaissons aujourd’hui a été organisé sous l’administration Trump, avec un nouvel accent mis sur le retour sur la Lune comme tremplin vers Mars. L’administration Biden a conservé Artemis, retardant simplement la date cible pour un alunissage de 2024 à 2025.

QUEL BUDGET ?

Entre l’année fiscale 2012 et 2025, les programmes liés à Artemis coûteront environ 93 milliards de dollars, et les premiers lancements d’Artemis devraient coûter 4,1 milliards de dollars chacun, selon le bureau de l’inspecteur général de la NASA. Le budget d’Artemis a dépassé les estimations initiales, au point que l’inspecteur général de la NASA, Paul Martin, les a qualifiées « d’insoutenables » plus tôt cette année.

Jusqu’à présent, le Congrès est resté engagé dans le financement d’Artemis. Un peu moins de la moitié du budget annuel de la NASA est consacrée aux vols habités, et le budget total représente actuellement 0,4 % des dépenses discrétionnaires fédérales, selon la Planetary Society, un organisme sans but lucratif qui soutient la recherche de l’espace.

QUELS PAYS SONT IMPLIQUÉS ?

Bien qu’Artemis soit un programme américain, les responsables de la NASA ont invité d’autres pays à se joindre à l’effort. Le Canada et le Japon se sont engagés à participer à la construction d’une future station spatiale autour de la Lune, appelée Gateway. La NASA a également signé les « accords Artemis » avec le Canada, le Japon et au moins dix-huit autres pays : il s’agit d’un ensemble d’accords non contraignants qui définissent les principes de la coopération pacifique dans l’espace.

QUI SERA SÉLECTIONNÉ.E POUR ALLER SUR LA LUNE ?

Aucun astronaute n’a encore été désigné pour les vols Artemis en équipage, mais les responsables de la NASA ont déclaré que l’ensemble du corps des astronautes de la NASA y était éligible. L’organisme a également annoncé qu’un astronaute canadien volera à bord d’Artemis II en échange des investissements du Canada dans le programme.

En outre, la NASA s’est engagée à faire atterrir la première femme sur la Lune avec Artemis III. Elle affirme également qu’elle fera atterrir la première personne racisée soit lors d’Artemis III, soit lors d’une prochaine mission.

POURQUOI REPARTIR SUR LA LUNE ?

La Lune est une destination à la fois scientifiquement riche, et relativement proche pour l’exploration depuis la Terre. Comme l’ont révélé les échantillons rapportés par les missions Apollo, les sols et les cratères d’impact de la Lune constituent un trésor d’informations qui retrace les 4,5 milliards d’années d’histoire du système solaire.

Le satellite naturel de la Terre pourrait également servir de terrain d’entraînement pour des missions vers d’autres parties du système solaire. Bien que la Lune et Mars diffèrent à bien des égards, les leçons apprises sur la Lune (construction d’abris, vol dans l’espace lointain et extraction d’eau des dépôts de glace) pourraient être utiles lors de l’exploration humaine de Mars.

Selon les partisans des vols spatiaux habités, les défis de l’exploration au-delà de la Terre peuvent avoir des avantages plus larges. Les grands projets technologiques tels qu’Artemis et la Station spatiale internationale offrent aux pays la possibilité de collaborer de manière pacifique. La construction du matériel et des logiciels d’Artemis fournira des emplois à une main-d’œuvre nombreuse et hautement qualifiée. L’objectif d’Artemis de retourner sur la Lune serait également une source d’inspiration importante pour les jeunes qui souhaitent s’initier aux sciences et à la technologie.

Pour Clive Neal, scientifique lunaire de l’Université de Notre Dame, la réussite d’Artemis dépendra des avancées technologiques que le programme permettra de lancer. En guise d’exemple, il cite l’ordinateur de guidage du programme Apollo, qui a donné un coup de fouet à l’industrie naissante des puces en silicium. « L’objectif final devrait être d’améliorer la vie sur cette planète », affirme-t-il.

QUELLE EST LA PROCHAINE ÉTAPE, APRÈS ARTEMIS III ?

L’avenir d'Artemis dépendra de la volonté du Congrès et du peuple américain. Pour l’instant, la NASA prévoit des missions répétées à la surface de la Lune. Des composants du SLS et d’Orion sont déjà en cours de construction pour Artemis IV.

D’autres éléments de l’infrastructure d’Artemis sont également en bonne voie. Dans le cadre d’un partenariat avec les agences spatiales canadienne et japonaise, la NASA construit la station spatiale Gateway en orbite autour de notre satellite naturel. Cet engin est destiné à servir de base pour de futures excursions sur la surface de la Lune. Certains des composants de Gateway sont déjà en cours de construction, et ses deux premiers modules pourraient être lancés dès 2024. La mission Artemis IV, qui sera lancée au plus tôt en 2026, devrait finaliser l’assemblage de Gateway en orbite lunaire.

La NASA a esquissé des idées d’autres activités potentielles sur la Lune, telles qu’un réseau de télécommunications « LunaNet », un habitat sur la surface et un grand rover pressurisé. Ces visions d’une habitation humaine continue sur la Lune dépendront toutefois du succès des premiers lancements d’Artemis, qui mettront à l’épreuve la fusée et le vaisseau spatial, encore tout récents.