La Lune n'est pas seulement le plus proche voisin céleste de la Terre. C'est également un point de cheminement naturel pour toute mission qui se rendra sur Mars ou au-delà dans les années à venir. Il n'est donc pas étonnant que des agences spatiales comme la NASA, Roscosmos, l'ESA et la Chine espèrent y envoyer des missions en équipage dans un proche avenir et construire des bases qui pourraient être utilisées pour réapprovisionner et ravitailler les missions en direction de l'espace lointain.
Jusqu'à présent, toutes les propositions faites pour une base lunaire se sont concentrées sur l'utilisation des ressources in situ (ISRU) et l'impression 3D - où les robots fabriqueront la base en régolithe lunaire. À cette fin, le Laser Zentrum Hannover (LZH) et l'Institut des systèmes spatiaux (IRAS) de l'Université technique de Braunschweig se sont réunis pour développer un système laser capable de transformer la poussière de lune en matériaux de construction.
La capacité de générer des matériaux de construction en utilisant les ressources locales est un must absolu pour l'avenir de l'exploration spatiale. À l'heure actuelle, le coût du lancement de charges utiles vers la Lune est toujours prohibitif - estimé à environ 780 000 $ le kilogramme (355 000 $ la livre). Pour cette raison, les plans les plus rentables impliquent de tout fabriquer directement sur la surface lunaire.
Entrez dans le projet MOONRISE, qui vise à marier la technologie laser avec une conception mobile. Comme Niklas Gerdes, assistant de recherche du
«Nous voulons apporter un système laser sur la lune, qui est censé faire fondre la poussière de lune, ce qu'on appelle le régolithe. Nous ferions donc le premier pas pour porter la fabrication additive, c'est-à-dire l'impression 3D, sur la Lune. »
Comme un
Comme divers concepts d'impression 3D qui sont explorés, l'idée ici est de transformer le régolithe lunaire en céramique fondue. Ce liquide visqueux est ensuite imprimé et gèle au contact de l'environnement lunaire glacial pour former les fondations, les murs et les intérieurs des structures. Cette méthode est l'un des moyens envisageables par l'ESA pour construire son projet de village lunaire international, une base lunaire qui agirait en tant que successeur spirituel de l'ISS.
Le plan est de lancer le MOONRISE à bord d'un vol inaugural assuré par
Une fois sur place, MOONRISE utilisera son laser pour faire fondre le régolithe en structures prédéfinies (un processus qui sera enregistré à l'aide de caméras haute résolution). Si l'expérience lunaire s'avérait fructueuse, l'équipe de recherche s'attend à ce que la technologie soit mise à l'échelle pour produire des infrastructures lunaires entières - telles que des fondations, des chemins et des surfaces d'atterrissage.
Cela représentera l'aboutissement de tests menés depuis neuf mois grâce à un financement de la Fondation Volkswagen, dédié à soutenir la recherche de pointe. Comme l'a expliqué le professeur Enrico Stoll de l'IRAS, ce sera aussi l'aboutissement d'années de dur labeur et de collaboration lucrative.
«L'IRAS et LZH travaillent ensemble sur le processus sous-jacent de la technologie MOONRISE depuis 2015», a-t-il déclaré. "Maintenant, grâce au projet, nous avons la possibilité de montrer la fabrication additive en dehors de la Terre et de l'orbite de la Terre pour la première fois de l'histoire."
Les résultats des tests précédents sont prometteurs, ce qui a validé le matériel laser et l’optique du système. L'équipe scientifique a également utilisé des matériaux qui ressemblent de plus en plus au régolithe lunaire pour voir si le laser est capable de les faire fondre. Actuellement, l'équipe travaille sur l'intégration du laser pour qu'il s'insère dans le compartiment de charge du rover lunaire afin qu'il puisse tirer par le dessous.
Une fois le processus d'intégration terminé, l'ensemble du système sera testé pour voir s'il peut survivre au voyage dans l'espace - où il sera soumis aux chocs physiques associés aux lancements et aux différences massives de températures. D'autres tests concernent les performances du laser dans un environnement à faible gravité. Dit le professeur Ludger Overmeyer, président de la direction scientifique de la LZH:
«Avec le centre de recherche nouvellement ouvert HITec (Hannover Institute of Technology) et l '« Einstein Elevator », nous avons l'infrastructure nécessaire à notre disposition dans la région métropolitaine de Hanovre-Braunschweig pour mener des recherches spatiales de pointe à l'avenir. Avec l'Einstein Elevator, il est possible de simuler les conditions ambiantes et gravitationnelles de la lune. Les expériences dans cette unité de recherche à grande échelle, dans des conditions telles que sur la lune, constituent une base solide pour ce projet extraordinaire. »
«La preuve directe prévue, que nous sommes en mesure de traiter le régolithe lunaire avec des composants matériels déjà disponibles, est cruciale pour la planification des futures missions», a déclaré Stefan Linke, ingénieur à l'IRAS. «Ainsi, des projets plus vastes et plus durables à la surface de notre voisin cosmique deviennent possibles. "
Quel que soit le résultat des tests lunaires, le projet est sûr de fournir des données scientifiques et techniques précieuses concernant la viabilité de l'impression 3D sur la Lune. En fin de compte, ces tests et d'autres aideront à éclairer tous les efforts futurs pour construire le Village international de la lune et tous les autres avant-postes lunaires qui seront construits dans les décennies à venir.
