C’est depuis longtemps un rêve d’avoir un établissement humain sur la Lune, mais en cette ère de coupes budgétaires et de plans indécis pour l’avenir de la NASA, une base lunaire peut sembler trop coûteuse et hors de notre portée. Cependant, le célèbre scientifique lunaire Paul Spudis du Lunar and Planetary Institute et un collègue, Tony Lavoie du Marshall Space Flight Center, ont élaboré un plan pour la construction d'une colonie lunaire non seulement abordable mais durable. Il crée une base lunaire avec un type de «chemin de fer transcontinental» dans l'espace qui ouvre l'espace cislunaire - la zone entre la Terre et la Lune - pour le développement.
"L'objectif ultime dans l'espace est de pouvoir aller n'importe où, n'importe quand avec autant de capacités que nécessaire", a déclaré Spudis à Space Magazine. «Ce plan utilise une présence robotique et humaine sur la Lune pour utiliser les ressources locales pour créer un nouveau système spatial. La clé pour y parvenir est d'adopter une approche flexible, incrémentielle et cumulative. »
En résumé, ce que Spudis propose est d'envoyer des robots à la Lune qui sont télé-opérés depuis la Terre pour commencer à extraire l'eau des dépôts polaires pour créer du propulseur. Le propulseur serait utilisé pour alimenter un système de transport spatial réutilisable entre la Terre et la Lune.
«La raison pour laquelle cela est possible est que la Lune est proche - il n'y a que trois aller-retour pour que le signal radio passe de la Terre à la Lune», a déclaré Spudis, «ce qui signifie que vous pouvez contrôler des machines à distance avec des opérateurs sur la Terre. faire les activités qu'un astronaute pourrait faire sur la Lune. "
L'avantage ici est qu'une grande partie des infrastructures nécessaires, telles que l'exploitation minière, les usines de traitement, le développement du stockage de l'eau et du propulseur, est créée avant même l'arrivée des gens.
"Donc, ce que nous essayons de faire, c'est de développer une architecture qui nous permette, d'abord, de le faire par petites étapes incrémentielles, chaque étape s'appuyant sur la suivante, et l'effet net est cumulatif au fil du temps", a déclaré Spudis. "Et enfin, nous pouvons amener des gens sur la Lune quand nous sommes prêts à les faire vivre là-bas. Nous plaçons un avant-poste - un habitat - qui sera pleinement opérationnel avant l'arrivée des premiers humains. »
La quantité importante d'eau qui a été trouvée sur la Lune aux pôles fait que ce plan fonctionne.
"Nous estimons qu'il y a plusieurs dizaines de milliards de tonnes d'eau aux deux pôles", a déclaré Spudis. «Ce que nous ne savons pas en détail, c'est exactement la quantité d'eau distribuée dans quel état physique elle se trouve, et c'est l'une des raisons pour lesquelles la première étape de notre plan est d'envoyer des prospecteurs robotiques là-haut pour cartographier les gisements et voir comment ils varient. "
L'eau est une ressource importante pour l'homme dans l'espace: elle soutient la vie pour boire et cuisiner, elle peut être décomposée en oxygène pour respirer, et en peignant l'oxygène et l'hydrogène dans une pile à combustible, de l'électricité peut être générée. L'eau est également un très bon matériau de protection qui pourrait protéger les gens des radiations cosmiques, de sorte que l'habitat pourrait être «gainé» d'eau.
Mais l'utilisation la plus importante de l'eau consiste à créer un puissant propulseur chimique pour fusée en utilisant l'oxygène et l'hydrogène et en les congelant dans un liquide.
«La Lune nous offre cette eau non seulement pour soutenir la vie humaine là-bas, mais aussi pour fabriquer du propulseur de fusée afin de nous permettre de ravitailler notre vaisseau spatial à la fois sur la Lune et l'espace au-dessus de la Lune.»
Dans une série de 17 missions incrémentielles, une base humaine sera construite, rendue opérationnelle et occupée. Cela commence par la mise en place de satellites de communication et de navigation autour de la Lune pour permettre un fonctionnement de précision pour les systèmes robotiques.
Ensuite, l'envoi d'un rover sur la Lune, peut-être une variante des rovers MER qui explorent actuellement Mars, pour prospecter les meilleurs endroits pour l'eau aux pôles lunaires. Les poteaux fournissent également des zones de lumière solaire permanente pour générer de l'énergie électrique.
Ensuite, un équipement plus important serait envoyé pour expérimenter le creusement des dépôts de glace, la fonte de la glace et le stockage des produits. (Voir notre article précédent sur l'utilisation de bulldozers sur la Lune).
"Maintenant, tout cela est simple sur le plan conceptuel, mais nous ne l'avons jamais fait dans la pratique", a déclaré Spudis, "donc nous ne savons pas à quel point c'est difficile. Mais en envoyant les petites missions robotiques sur la Lune et en les pratiquant à distance depuis la Terre, nous pouvons évaluer à quel point il est difficile - où se trouvent les points d'étranglement - et quels sont les moyens les plus efficaces pour accéder à ces dépôts et d'extraire un produit utilisable d'eux."
La prochaine étape consiste à augmenter l'ampleur de l'effort en faisant atterrir de plus grandes machines robotiques qui peuvent réellement commencer à fabriquer des produits à l'échelle industrielle afin qu'un dépôt de fournitures puisse être stocké sur la Lune pour le moment où les premiers humains retourneront sur la Lune.
Entre-temps, un système de transport constant entre la Terre et la Lune serait créé, avec un autre système qui se situe entre la Lune et l'orbite lunaire, ce qui ouvre toutes sortes de possibilités.
"L'analogie que j'aime faire, c'est que c'est très similaire à la Transcontinental Railroad", a déclaré Spudis. «Nous ne nous sommes pas contentés de construire le chemin de fer transcontinental de la côte Est directement à la côte Ouest; nous l'avons également construit pour accéder à tous les points intermédiaires, qui ont par conséquent également été développés économiquement. »
En ayant un système où les véhicules sont ravitaillés en carburant à partir des ressources extraites sur la Lune, un système est créé qui accède régulièrement à la Lune et permet de retourner sur Terre, mais tous les autres points intermédiaires sont également accessibles.
«Nous créons un système de transport qui accède à tous ces points entre la Terre et la Lune. L'importance de cela est que la plupart de nos ressources satellitaires résident là-bas », a déclaré Spudis,« par exemple, les satellites de communication et les satellites de surveillance météorologique résident en orbite géosynchrone, (à environ 36 000 km au-dessus de l'équateur de la Terre) et pour l'instant nous ne pouvons pas atteindre cela à partir de bas Orbite terrestre. Si nous avons un système qui peut régulièrement aller et venir sur la Lune, nous pourrions également aller sur ces orbites hautes où se trouvent de nombreux atouts commerciaux et de sécurité nationale. »
Spudis a ajouté qu'un dépôt de carburant pourrait se rendre à divers endroits, y compris le point L1 LaGrange qui permettrait un vol spatial au-delà de la Lune.
Combien de temps cela prendra-t-il?
"Nous estimons que nous pouvons créer un avant-poste lunaire clé en main sur la Lune dans environ 15 à 16 ans, les humains arrivant environ 10 ans après le début des missions robotiques", a déclaré Spudis. «L'opération minière produirait environ 150 tonnes d'eau par an et environ 100 tonnes de propulseur.
Et faut-il construire de nouvelles technologies ou du nouveau matériel?
"Pas vraiment", a déclaré Spudis. «Ce plan est effectivement réalisable dès maintenant avec la technologie existante. Nous n’avons ni ‘unobtainium’ ni aucune machine magique spéciale à construire. Ce sont toutes des excroissances très simples de l'équipement existant, et dans de nombreux cas, vous pouvez utiliser l'équipement du patrimoine des missions précédentes. »
Et qu'en est-il du coût?
Spudis estime que l'ensemble du système pourrait être mis en place pour un coût total de moins de 88 milliards de dollars, soit environ 5 milliards de dollars par an, avec un financement de pointe de 6,65 milliards de dollars à partir de l'année 11. Ce coût total comprend le développement d'un Shuttle 70 lanceur mT, deux versions d'un véhicule d'exploration d'équipage (LEO et translunar), un atterrisseur réutilisable, des dépôts de propergols cislunaires et tous les actifs de surface robotiques, ainsi que tous les coûts opérationnels de soutien de mission pour cette architecture.
"La meilleure partie est que parce que nous avons divisé notre architecture en petits morceaux, chaque mission est en grande partie autonome et une fois qu'elle arrive sur la Lune, elle interagit et fonctionne avec les pièces qui sont déjà là", a déclaré Spudis.
Et le budget serait flexible.
«Nous pouvons réaliser ce projet à la vitesse que les ressources permettent», a déclaré Spudis. «Donc, si vous avez un budget très limité avec des niveaux de dépenses très bas, vous pouvez y aller, vous allez beaucoup plus lentement. Si vous avez plus de ressources disponibles, vous pouvez augmenter la vitesse et le taux de mise en place des actifs sur la Lune et en faire plus dans un laps de temps plus court. Cette architecture nous ramène sur la Lune et crée de réelles capacités. Mais la variable gratuite est le calendrier, pas l'argent. »
Le retour sur la Lune est important, estime Spudis, car non seulement nous pouvons utiliser les ressources là-bas, mais cela nous enseigne comment être une civilisation spatiale.
"En allant sur la Lune, nous pouvons apprendre à extraire ce dont nous avons besoin dans l'espace de ce que nous trouvons dans l'espace", a-t-il déclaré. «Fondamentalement, c'est une compétence que toute civilisation spatiale doit maîtriser. Si vous pouvez apprendre à le faire, vous avez une compétence qui vous permettra d'aller sur Mars et au-delà. "
Pour plus d'informations, voir le site Web de Spudis, SpudisLunarResources.com Plus de détails et de graphiques peuvent être trouvés sur ce document pdf.
Écoutez une interview de Paul Spudis sur ce sujet pour le podcast 365 Days of Astronomy.
Paul Spudis blogue sur Once and Future Moon sur le site Web Smithonsian Air & Space.
