L'idée de la station lunaire de la NASA est mauvaise et bonne

La passerelle orbitale lunaire de la NASA sera soit une étape nécessaire pour l'atterrissage sur la lune, soit un non-sens sans valeur

Lorsque les astronautes se sont assis pour la première fois sur la Lune il y a un demi-siècle, ils y ont volé en une seule étape: la fusée Saturne-5 a lancé les modules de commande, de service et d'atterrissage d'Apollo, et ils sont entrés sur une orbite lunaire basse. Puis le module d'atterrissage s'est détaché et a coulé à la surface. Après avoir passé 22 heures dans la poussière au clair de lune, les astronautes d' Apollo 11 sont montés dans le module de décollage et sont retournés au module de commande pour commencer le voyage de retour.

Le plan actuel de la NASA pour envoyer des astronautes sur la Lune, qui pourrait être mis en œuvre dès 2024, est un peu différent. Plusieurs fusées commerciales lanceront dans l'espace les composants d'une petite station spatiale, qui se réuniront ensuite indépendamment en orbite lunaire haute. Une autre fusée enverra un atterrisseur lunaire vide là-bas. Enfin, la fusée géante SLS lancera le vaisseau spatial Orion (très proche du module de commande Apollo) avec des astronautes à l'intérieur. Orion s'est amarré à la station spatiale, et certains astronautes entreront dans le module d'atterrissage en attente. Enfin, les astronautes descendront à la surface de la lune. Après avoir terminé la sortie, ils retourneront à la station orbitale, où l'équipe sera transférée à Orion pour rentrer chez elle.

Ils représentent la station spatiale lunaire comme un ensemble de modules, y compris résidentiel, sas, module d'alimentation et système de propulsion. La NASA l' appelle la «passerelle».

Ses origines ont commencé plus tôt que le plan actuel de la NASA de retourner sur la Lune, l'agence a récemment renommé l'ensemble du programme, lui donnant le nom " Artemis ", et la station proposée a rétréci et augmenté en réponse à l'évolution des budgets et des politiques. La NASA affirme que la «passerelle» deviendra une partie nécessaire de l'exploration spatiale par l'homme. D'autres se demandent si cela est nécessaire.

Les origines de la «passerelle» peuvent être retracées à l'annulation par le président Barack Obama du dernier plan de la NASA pour renvoyer les gens sur la lune (le programme Constellation ). Dans un discours en avril 2010, qui annonçait de nouvelles orientations pour les plans de la NASA de développer l'exploration spatiale, Obama a appelé l'agence à développer des véhicules pour l'exploration de l'espace lointain, en commençant par un vol vers l'astéroïde le plus proche de la Terre en 2025. Cependant, la NASA a rapidement décidé qu'une telle l'objectif sera trop ambitieux et nécessitera un vol habité de plusieurs mois. Par conséquent, l'agence a proposé une alternative: au lieu d'envoyer des astronautes sur l'astéroïde, elle entraînera l'astéroïde vers les astronautes.

Cette idée a donné naissance à la mission de redirection d'astéroïdes (ARM) , qui a été annoncée en 2013. On a supposé que le vaisseau spatial robotisé capturerait un petit astéroïde non loin de la Terre - d'un diamètre ne dépassant pas 10 m - et le déplacerait progressivement sur une orbite stable élevée autour de la lune sous le nom de l' orbite rétrograde lointaine, où les astronautes pourront la visiter dans le cadre de courtes missions. Cependant, des doutes sur l'utilité et la faisabilité de l'ARM ont enterré le programme lorsqu'il a été proposé lors d'une audience d'allocation budgétaire du Congrès.

En 2017, sous la direction de l'administration Donald Trump, la NASA a de nouveau fait volte-face. L'Agence estime depuis longtemps que le programme spatial bénéficiera en occupant l'espace entre la Terre et la Lune pour tester la technologie des futures missions vers Mars et au-delà. La prochaine proposition faite en mars 2017 était le concept de Deep Space Gateway: un ensemble de modules dans l'orbite lointaine rétrograde de la Lune. D'ici la fin des années 2020, les astronautes de cette «passerelle» pourront commencer à assembler un véhicule de transport spatial distinct, Deep Space Transport, pour des missions à long terme vers Mars.

Mais ce plan a également échoué, après que Trump ait fait de la nouvelle priorité de la NASA envoyer des astronautes à la surface lunaire et créer une présence permanente dans l'espace.


La version la plus ambitieuse de la «passerelle» devait devenir internationale, et les agences spatiales du Canada, de l'Europe, du Japon et de la Russie étaient censées fournir divers modules. Dans un tel schéma, une capsule avec l'équipe d'Orion (1) livrerait des astronautes à la passerelle en préparation de missions sur la surface lunaire. À la «passerelle», la composante passerelle (2), les modules habitables (3, 4), l'espace pour les expériences scientifiques et le stockage (5, 6, 7), un bras robotisé (8) et un système de propulsion (9) étaient prévus. Cependant, la NASA est en train de concevoir une «passerelle» «minimale», composée uniquement d'un petit module habité et d'un système de propulsion, pour revenir plus tôt à la surface de la lune.

"Cette fois, nous ne nous contenterons pas de mettre le drapeau là-bas et de laisser des traces", a déclaré Trump en décembre 2017. Il a signé la directive sur la politique spatiale axant le programme spatial américain sur l'exploration spatiale avec l'aide de personnes, et tout d'abord, le retour des astronautes américains sur la Lune. Il a dit que "l'exploration et l'utilisation à long terme" de la lune était un pas vers des projets encore plus ambitieux. "Nous allons jeter les bases de la mission proposée sur Mars, et peut-être un jour dans les mondes les plus éloignés."

La directive a chargé la NASA de ramener les gens à la surface de la lune en utilisant des partenariats commerciaux et internationaux, mais a laissé à l'agence la tâche de trouver la meilleure façon de le faire. La NASA a décidé de changer le concept de la passerelle, l'a rebaptisée officiellement Orbital Platform - Gateway et l'a présentée comme une scène à partir de laquelle des missions lunaires seront envoyées. Il a été suggéré que la «passerelle» soit assemblée sur une autre orbite, fortement elliptique et passant au-dessus des pôles de la Lune - une « orbite de halo presque simple». Les vaisseaux spatiaux de la Terre pourront l'atteindre avec une consommation de carburant minimale, il sera donc relativement bon marché et facile d'y livrer des fournitures. Dans cette configuration, selon les plans de la NASA, les astronautes pourront revenir à la surface de la lune d'ici 2028.

La NASA s'efforce également d'attirer des partenaires internationaux, dont beaucoup ont déjà travaillé sur la Station spatiale internationale. Au début de 2019, le projet Gateway avait atteint sa taille la plus élevée jamais réalisée. La configuration proposée comprenait un module avec alimentation et un système de propulsion, qui était censé utiliser l'énergie solaire pour alimenter la «passerelle» et son mouvement dans l'espace entre la Terre et la Lune, deux modules habités, un module de recyclage, un module multifonction et un bras robotisé. En février 2019, le Premier ministre canadien Justin Trudeau a annoncé que le pays était prêt à dépenser 2 milliards de dollars canadiens pour ce projet. Dans les dessins conceptuels, les autres modules portaient avec optimisme les logos de l'Agence spatiale européenne, de l'Agence japonaise de recherche spatiale et de Roscosmos.

«Il s'agit d'un projet de passerelle inspirant», a déclaré l'administrateur de la NASA, Jim Brydenstein, dans un discours à la mi-mars. Il a discuté de la proposition de la NASA pour l'exercice 2020, qui comprenait un montant de 821 millions de dollars pour le développement de la passerelle. Il a ajouté qu'il avait communiqué avec les dirigeants d'autres agences spatiales et "ils ont accepté avec joie l'idée d'un projet commun pour un voyage sur la lune".

Mais après deux semaines, l'idée inspirante a encore changé. Dans un discours prononcé lors de la réunion du Conseil national de l'espace le 26 mars, le vice-président Mike Pence a ordonné à la NASA d'accélérer les plans de retour sur la lune. "Selon les instructions du président américain, la politique de cette administration et de notre pays est le retour des astronautes américains sur la Lune dans les cinq prochaines années", a annoncé Pence dans un discours. Cet objectif ambitieux - l'atterrissage en 2024 - a surpris le monde entier.

Et elle a obligé la NASA à se gratter la tête à la recherche d'un moyen pour atteindre cet objectif. Dans un discours prononcé en avril au Colorado Springs Space Symposium , Brydenstein a déclaré que la NASA rectifiera ses plans pour les adapter à l'étude de la lune et se concentrera uniquement sur les éléments de base nécessaires pour ramener les gens à sa surface au cours des cinq prochaines années. «La première phase est la vitesse. Nous devons aller à la surface de la lune le plus rapidement possible », a-t-il déclaré. «Nous nous débarrasserons de tout ce qui nous distraira de cet objectif.» Et, apparemment, la majeure partie du projet Gateway distraira l'agence. Brydenstein a suggéré que les seules parties de la «passerelle» nécessaires à l'atterrissage sont un système de propulsion et un module habitable, auxquels le navire Orion et les modules d'atterrissage peuvent accoster.

Les partenaires internationaux de la NASA ont également été choqués. Les agences spatiales qui ont commencé à planifier la construction des composants de la passerelle n'ont soudainement pas su quand leur contribution pourrait être nécessaire et si elle serait nécessaire. Bridenstein a reconnu cette incertitude dans un discours d'avril. "Nos partenaires internationaux sont préoccupés par cela, et ils m'ont fait part de leur inquiétude lors de cette conférence", a-t-il déclaré. Cependant, il a déclaré que ces partenaires seront toujours en mesure de jouer un rôle dans la deuxième phase d'exploration de la Lune par la NASA - après l'atterrissage lunaire en 2024. Et ensuite, a-t-il dit, la priorité de la NASA serait de soutenir la présence à long terme de personnes dans l'espace entre la Terre et la Lune, y compris et la construction de la «passerelle» sous une forme similaire à ce qui a été discuté précédemment.

Dans les semaines qui ont suivi, la NASA a de plus en plus parlé de la construction d'une passerelle «minimale» pour soutenir l'alunissage de 2024. En mai, la NASA a annoncé une demande d'une avance supplémentaire de 1,6 milliard de dollars en 2020, nécessaire pour atteindre cet objectif. L'argent supplémentaire devrait principalement aider les entreprises commerciales à développer plus rapidement des véhicules plus légers, à accélérer le retard de développement de la fusée SLS et du navire Orion, car ces deux projets sont en retard sur le calendrier depuis des années et ont dépassé leur budget de plusieurs milliards de dollars. Toujours dans cette proposition, il est recommandé de réduire le financement de la «passerelle» de 321 millions de dollars

Ce budget révisé "change un peu l'attitude envers la passerelle", a déclaré William Gershtenmeyer, administrateur adjoint de la NASA pour la recherche et les opérations humaines, lors d'une conférence de presse organisée à la hâte. "La passerelle a évolué vers de plus grandes capacités qui dépassent le minimum requis pour l'atterrissage. Les plans actuels redirigent la conception de la passerelle vers les composants les plus essentiels pour l'atterrissage." Fin mai, Brydenstein a annoncé que la NASA avait choisi Maxar Technologies pour construire le module de propulsion Power Module et Gateway.


De gauche à droite:
- orbite lunaire basse, 100 km, période 2 heures;
- orbite rétrograde éloignée, 70 000 km, période de 2 semaines;
- orbite de halo presque droite, 2000 - 75000 km, période 1 semaine.

La NASA a envisagé plusieurs options pour que les orbites se préparent à la lune. Chacun a ses propres compromis: l'accès aux orbites supérieures est moins cher depuis la Terre, mais les orbites basses donnent un accès rapide à la surface de la lune.

Les critiques du projet Gateway disent que la NASA ne devrait pas faire reculer l'échelle à la station spatiale, mais devrait simplement fermer le projet. Si vous devez vous rendre à la surface de la lune, comme il le dit, allez-y directement, comme l'ont fait les missions Apollo il y a un demi-siècle. La création d'un avant-poste en orbite lunaire ajoute du coût, du retard et de la complexité à une tâche déjà difficile.

Parmi ces critiques figure l'ancien administrateur de la NASA, Michael Griffin. En novembre dernier, lors d'une réunion avec un groupe consultatif du Conseil national de l'espace, il a frappé la station spatiale avec des critiques dévastatrices. «L'architecture en discussion, selon laquelle la« passerelle »doit être réalisée avant de poser le pied sur la lune, semble idiote du point de vue de l'ingénieur des systèmes spatiaux», a-t-il déclaré. Au lieu de cela, la NASA devrait aller directement à la surface de la lune, a-t-il affirmé, et ensuite installer quelque chose comme une «passerelle» pour soutenir de telles missions, en particulier lorsque les astronautes peuvent commencer à extraire des ressources telles que l'eau glacée sur les calottes polaires. "La" passerelle "ne sera utile qu'après avoir pu produire du carburant pour fusée sur la lune et l'envoyer à un entrepôt en orbite lunaire, mais pas avant."

Un autre critique actif du projet est Robert Zubrin , fondateur et président de la Martian Society . Il compare la «passerelle» à un poste de péage, affirmant que cela ajoute des coûts à toutes les futures missions sur la Lune ou sur Mars. Il a proposé un plan alternatif appelé Moon Direct , qui utilisera les systèmes de transport commerciaux existants pour construire progressivement la base lunaire.

Se tenant au courant de cette critique, la NASA défend la «passerelle». En mai, l'agence a diffusé tranquillement un avant-projet intitulé « Pourquoi ai-je besoin d'une passerelle? » Protéger la station spatiale. «La position de la NASA, basée sur une analyse technique et programmatique, est que la« passerelle »vous permet d'organiser rapidement les prochains Américains à atterrir sur la lune», indique-t-il. Parmi les raisons de cela, il est indiqué que le moteur principal d'Orion est trop faible pour amener le vaisseau spatial sur une orbite basse autour de la Lune, donc quelque chose comme la «passerelle» doit être organisée en orbite haute.

«En général, les avantages à court et à long terme de l'architecture de la passerelle l'emportent facilement sur les risques de collision avec des retards notables dans la mise en œuvre du projet et des moments inefficaces qui se produiront inévitablement en raison d'un changement d'architecture si tardif», conclut le rapport. Des changements tels que la nécessité d'augmenter la puissance du système de propulsion Orion pour qu'il atteigne l'orbite lunaire basse peuvent ajouter des milliards aux 30 milliards de dollars qui ont déjà été dépensés aujourd'hui pour la mise en œuvre des programmes SLS et Orion, et en même temps pas aider à atteindre l'objectif d'ici 2024.

La nécessité de s'appuyer sur SLS et Orion inquiète certains amateurs lunaires, car les deux technologies sont toujours en mode de développement, et les deux projets ont déjà fait face à des dépassements de coûts et des retards importants. En octobre dernier, l'auditeur de la NASA a publié un rapport désobligeant sur le programme SLS, qui avait déjà trois ans de retard à ce moment-là et dépassait le budget de plusieurs milliards de dollars. Et en même temps, la NASA et ses alliés disent qu'il n'y a pas d'autre chemin vers la lune.

"Les composants que nous avons aujourd'hui ne peuvent pas atterrir sur la lune sans la passerelle", a déclaré Mike Fuller, directeur du programme de développement des affaires de la NASA chez Northrop Grumman . Il pense que les capacités limitées du moteur Orion sont en fait un avantage. Les missions Apollo ont envoyé des modules de contrôle en orbite à 100 km de la lune, mais il dit qu '"il n'était pas rentable de s'enfoncer si bas dans le puits gravitationnel de la lune". Si Orion entre sur une orbite plus haute, il sera plus facile pour lui de retourner sur Terre, car cela nécessitera moins de traction.

La NASA peut-elle abandonner complètement la passerelle et cette architecture? Les critiques disent que des alternatives techniques émergent dans le secteur spatial commercial. Ils parlent de Blue Origin , une entreprise spatiale fondée par le milliardaire Jeff Bezos, le propriétaire d'Amazon, non loin de Seattle. Blue Origin construit à la fois la fusée lourde réutilisable New Glenn et le module d'atterrissage lunaire Blue Moon . Un autre concurrent est SpaceX, Ilona Maska, de Hawthorne, en Californie, travaillant également sur une fusée réutilisable. Son étage supérieur sera le vaisseau spatial Starship, qui, selon la société, pourra atterrir directement sur la lune et transporter de lourdes charges. "Ce véhicule sur la Lune peut, en fait, servir de noyau d'un avant-poste lunaire assez sérieux, qui grandira avec le temps", a déclaré Paul Wooster, ingénieur principal pour Mars de SpaceX.

Cependant, tous ces merveilleux vaisseaux spatiaux de ces sociétés sont toujours en cours de développement, et il faudra peut-être des années avant qu'ils ne soient prêts à atterrir sur la lune. En outre, toute tentative d'annuler les programmes SLS ou Orion est susceptible de rencontrer une résistance obstinée au Congrès, en particulier de la part de membres influents des États dans lesquels des travaux sont en cours. Et, par conséquent, il n'est pas surprenant que la NASA, avec une vengeance, se soit mise à son plan «Gateway». En mai, discutant du budget actualisé de la NASA, Brydenstein a déclaré que la passerelle était un projet vital pour atteindre l'objectif d'atterrissage sur la lune d'ici 2024. "L'importance du projet Gateway n'a pas diminué avec le temps", a-t-il déclaré. "Nous ne pouvons pas exagérer son importance."

Si la NASA, compte tenu des budgets dégonflés et des réalités politiques, continue obstinément à se diriger vers la «passerelle», nous assisterons au retour triomphal des astronautes de la NASA sur la Lune d'ici 2024. NASA et précédemment gagné malgré toutes les difficultés et les défis. Cependant, il est également possible que le plan ne survive pas aux débats du Congrès sur les budgets, ou que les élections de 2020 conduisent à l'émergence d'une autre administration qui changera à nouveau le cours de l'exploration de la lune. Et dans ce cas, les milliardaires motivés de SpaceX et Blue Origin peuvent ne pas attendre la NASA, et les logos d'entreprise seront visibles sur les prochaines pistes qui laisseront les chaussures de la lune en régolithe .