Un minuscule vaisseau spatial de la NASA se lance pour tester une nouvelle orbite autour de la Lune

Tôt ce matin, un petit vaisseau spatial de la NASA de la taille d’un micro-onde s’est embarqué pour le début d’un voyage de quatre mois vers la Lune, où il finira par s’insérer dans une orbite lunaire allongée unique qu’aucune mission de la NASA n’a visitée auparavant. . L’objectif du vaisseau spatial est simple : tester cette orbite particulière et voir à quoi ça ressemble. C’est parce que c’est la même orbite que les astronautes à destination de la Lune pourraient utiliser au cours de la prochaine décennie.

Cette orbite distinctive est appelée “orbite de halo presque rectiligne”, ou NRHO en abrégé. C’est un chemin spécial de sept jours que les engins spatiaux peuvent emprunter autour de la Lune, amenant les véhicules relativement près de la surface lunaire pendant un jour avant qu’ils ne s’éloignent de la Lune pendant les six autres.

La NASA envisage de tirer parti de cette orbite pour son programme Artemis – l’effort de l’agence pour envoyer la première femme et la première personne de couleur à la surface de la Lune. Au cours de la prochaine décennie, la NASA souhaite construire une nouvelle station spatiale autour de la Lune appelée Gateway, un lieu qui servira de plate-forme d’entraînement et de logement pour les futurs astronautes se dirigeant vers la surface lunaire. Et l’agence spatiale veut garer la passerelle sur ce chemin en boucle autour de la Lune.

Étant donné que la NASA n’a jamais envoyé de vaisseau spatial sur cette orbite auparavant, l’agence n’a aucune expérience de ce que c’est que d’y faire fonctionner un véhicule. Cette mission, appelée CAPSTONE, est destinée à servir d’éclaireur. Elle peut également être considérée comme la première mission de l’ensemble du programme Artemis, lançant une chronologie minutieusement planifiée qui pourrait culminer avec des personnes marchant à nouveau sur la Lune après plus d’un demi-siècle. “Nous considérons la mission CAPSTONE dans son ensemble comme un précurseur précieux”, a déclaré Nujoud Merancy, chef du bureau de planification des missions d’exploration au Johnson Space Center de la NASA, lors d’une conférence de presse.

Lorsque les astronautes sont allés sur la Lune pendant Apollo, leur chemin vers la Lune était plus ou moins un tir droit sur une fusée massive appelée Saturn V. Une fois arrivés, ils se sont finalement mis sur une orbite relativement circulaire autour de la Lune, une qui les a amenés à moins de 62 milles de la surface. De cette façon, ils pourraient descendre au sol et revenir en orbite lunaire assez rapidement.

Cette approche les a conduits rapidement sur la Lune, mais a nécessité beaucoup de ressources. “L’une des choses que vous devez malheureusement prendre en compte pour amener des engins spatiaux et des équipements sur la Lune en utilisant cette approche typique est la quantité importante de carburant nécessaire”, Elwood Agasid, directeur adjoint du programme de technologie des petits engins spatiaux à la NASA. Ames Research Center, raconte Le bord.

Avec Artemis, la NASA veut essayer de nouvelles approches de l’exploration lunaire. En garant la passerelle dans NRHO, la future station spatiale lunaire s’approchera à moins de 1 000 milles du pôle sud de la Lune et oscillera à 43 500 milles de l’autre pôle chaque semaine. Ce passage rapproché est une distance beaucoup plus grande que celle que les astronautes d’Apollo ont dû parcourir pour atteindre le sol. Mais NRHO offre d’autres avantages importants. Les engins spatiaux dans NRHO ont une ligne de visée constante avec la Terre, permettant une communication continue. C’est quelque chose que les astronautes d’Apollo n’avaient pas ; lorsqu’ils étaient en orbite lunaire, ils passaient de l’autre côté de la Lune, bloquant leurs signaux avec la Terre pendant près d’une heure à chaque tour.

Le plus grand avantage est peut-être que rester dans NRHO ne nécessite pas autant de carburant que pour rester sur une orbite circulaire autour de la Lune. C’est parce que ce type de chemin est connu sous le nom d’orbite à trois corps ; les engins spatiaux sur cette route sont affectés par l’attraction gravitationnelle de la Terre, du Soleil et de la Lune. En raison de cet acte d’équilibre, ce chemin est relativement stable à maintenir pour les engins spatiaux, et ils n’ont pas besoin de dépenser beaucoup de carburant pour rester sur la bonne voie ou pour descendre à la surface.

“Il a l’avantage net de la faible énergie à entrer et de la faible énergie à sortir”, a déclaré Chris Baker, responsable du programme de technologie des petits engins spatiaux de la NASA, lors d’une conférence de presse. Baker décrit le vaisseau spatial dans cette orbite comme “chevauchant ce point d’équilibre entre l’attraction gravitationnelle de la Terre et l’attraction gravitationnelle de la Lune.”

Trouver cet équilibre est essentiel, et la NASA veut vérifier quand le remorqueur de la Terre devient plus important sur l’orbite et quand la Lune commence à intervenir. CAPSTONE donnera à l’équipe de mission une expérience en temps réel sur le type de manœuvres nécessaires et quand le carburant doit être brûlé pour maintenir correctement un vaisseau spatial sur ce chemin.

Image : Espace avancé

Avec CAPSTONE, la NASA va également tester un chemin assez long pour se rendre sur la Lune. Étant donné que le véhicule est si petit, il n’a pas beaucoup de place pour le carburant, bien qu’il soit rempli à ras bord de ce qu’il pourrait contenir. “C’est un ensemble assez dense, principalement parce que le système de propulsion occupe une grande partie de la masse, de l’espace et du volume du vaisseau spatial”, explique Agasid. « C’est bourré. C’est une merveille technologique. Le vaisseau spatial a également été lancé depuis la Nouvelle-Zélande sur une fusée relativement petite appelée Electron, fabriquée et exploitée par la société aérospatiale américaine Rocket Lab. Alors que Rocket Lab fournit une poussée supplémentaire avec un booster supplémentaire appelé Photon, il n’a toujours pas beaucoup de carburant à brûler par rapport, par exemple, à une fusée massive comme la Saturn V.

Ainsi, au cours des quatre prochains mois, CAPSTONE se rendra sur la Lune par une route connue sous le nom de transfert lunaire balistique, ou BLT. En utilisant les effets gravitationnels du Soleil, CAPSTONE bouclera loin du système Terre et Lune, en spirale de plus en plus loin jusqu’à ce qu’il atteigne le point où il peut s’insérer dans NRHO. Cela nécessite beaucoup moins de carburant, mais beaucoup plus de temps.

CAPSTONE devrait atteindre NRHO le 13 novembre. Une fois en orbite, il restera pendant au moins six mois, permettant à la NASA de capturer des données critiques sur cette trajectoire lunaire. L’agence prévoit également de tester une nouvelle capacité de navigation, où le vaisseau spatial tentera de déterminer sa propre position et sa vitesse dans l’espace. De cette façon, le véhicule nécessite moins d’interventions de la part des personnes au sol, une capacité qui pourrait s’avérer utile pour les futures explorations interplanétaires.

Une fois sa mission terminée, la NASA enverra CAPSTONE sur un cours accéléré avec la Lune, son travail historique terminé. Mais pour l’instant, l’équipe de la mission doit attendre que les minuscules camions satellites se dirigent vers l’orbite lunaire. “Les avantages de NRHO sont clairs, et nous sommes ravis de voir CAPSTONE tester et valider cette orbite pour la première fois”, a déclaré Merancy.