Les grottes lunaires ne sont pas seulement un témoignage géologiquement vierge de l’histoire de la Lune, mais elles pourraient également constituer un lieu sûr pour les futurs explorateurs humains. S’appuyant sur l’appel OSIP et le défi SysNova de l’ESA Discovery, l’ESA a rassemblé un éventail de plus de 60 experts dans de nombreux domaines de la science et de l’ingénierie pour concevoir une mission visant à pénétrer dans un puits à la surface de la Lune et à explorer l’entrée d’une grotte lunaire.
La Lune est parsemée de fosses qui, selon les scientifiques, pourraient mener à d’énormes tunnels souterrains. Mais aucune mission spatiale n’a jamais été envoyée pour explorer ce qui pourrait s’y trouver.
“Une vue de l’intérieur d’une grotte lunaire serait une véritable exploration – elle révélerait des informations scientifiques inattendues”, déclare Francesco Sauro, spécialiste des grottes et des tubes de lave planétaires, ainsi que directeur du cours technique de l’ESA. CAVES et PANGÉE.
Emplacement de la fosse Marius Hills sur la surface lunaire (à gauche) et image au nadir (à droite) de la sonde Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA. Crédit : NASA
L’ESA a donné le coup d’envoi d’une telle mission en 2019, lorsque l’élément Découverte des activités de base de l’ESA a lancé une plateforme publique d’innovation spatiale (OSIP). appel à idées pour détecter, cartographier et explorer les grottes lunaires. Cinq idées ont été retenues pour être étudiées plus en détail par le biais d’un projet Discovery de l’ESA Défi SysNovachacun abordant une phase différente d’une mission potentielle.
Plus récemment, les deux études gagnantes de SysNova – RoboCrane et Daedalus – ont été réunies et développées en une seule étude. plan de mission complet par le biais du Concurrent Design Facility de l’ESA (CDF). La mission utilisera une grue robotisée (RoboCrane) pour descendre un explorateur de grotte (Daedalus) dans un puits lunaire. Au cours de sa descente, Dédale explorera et documentera l’entrée de la grotte, avant de cartographier la partie la plus proche de la grotte au fond.
Impression d’artiste de la mission d’exploration des grottes lunaires.
“La campagne OSIP et le défi SysNova ont ouvert la voie à l’analyse de la mission CDF”, explique Loredana Bessone, chef de projet CAVES et PANGAEA et responsable technique des études. “Elles nous ont permis d’identifier l’intérêt de l’industrie et des instituts de recherche européens et canadiens pour les missions dans les grottes lunaires, et de révéler leur expertise. Elles ont permis à l’industrie et au monde universitaire de se confronter aux défis de telles missions et d’apprendre des scientifiques spécialistes des cavernes lunaires les contraintes, les opportunités et les scénarios de mission potentiels.”
Il y a énormément de choses à prendre en compte lors de la conception d’une mission spatiale ; en rassemblant des experts de nombreux domaines scientifiques et techniques différents – y compris des spécialistes de l’industrie et de l’enseignement supérieur – nous avons réussi à créer un environnement propice à l’innovation. RoboCrane et Daedalus ainsi que des experts de l’ESA – cette étude CDF, beaucoup plus vaste que d’habitude, a permis de dégager une vision complète d’une mission d’exploration des grottes lunaires. Elle a confirmé que la mission est réalisable et qu’elle serait scientifiquement très intéressante.
La mission pourrait être lancée sur un Ariane 6 en 2033 au plus tôt, et utiliserait l’atterrisseur européen Large Logistic Lander (EL3) pour atteindre la surface de la Lune. Il viserait la fosse des collines de Marius et durerait quinze jours, soit l’équivalent d’une journée sur la Lune.
Les trois étapes clés d’une mission d’exploration et de cartographie des grottes lunaires. Alors que la surface stérile de la Lune a été bien documentée par les engins spatiaux orbitaux, les cavités souterraines restent un mystère mais pourraient être vitales pour notre future exploration de la Lune. Elles pourraient non seulement servir d’abri aux visiteurs humains, en protégeant les astronautes des radiations et des micrométéorites, mais aussi permettre l’accès à l’eau glacée et à d’autres ressources piégées dans le sous-sol. Crédit : Francesco Sauro
Les experts qui ont participé à l’étude du CDF ont conçu des ébauches pour le rover qui transporterait l’équipement dans le puits, ainsi que des modèles concrets pour RoboCrane et Dédale. Ils ont également étudié l’environnement du puits, créé des modèles du sous-sol lunaire et des éléments de la mission, établi des feuilles de route pour le développement des technologies nécessaires à la réussite de la mission et évalué les principaux défis auxquels la mission sera confrontée.
“Une telle mission nécessiterait le développement de technologies innovantes, ce qui encouragerait le secteur spatial à développer de nouvelles solutions par rapport aux précédentes missions lunaires”.des missions”, explique Francesco. “Cette avancée technologique serait un grand pas en avant pour l’exploration lunaire et martienne”.
Les progrès réalisés jusqu’à présent placent l’ESA en première ligne pour pousser l’exploration spatiale au-delà de la surface de la Lune et dans sa subsurface. Mais il y a encore beaucoup à faire au cours de la prochaine décennie pour rendre une telle mission possible.
Les équipes à l’origine de RoboCrane et de Daedalus continuent de travailler sur leurs idées. Dirigés par l’Université d’Oviedo, les chercheurs de RoboCrane ont publié un article en décembre 2021 décrivant leur système visant à fournir un lien d’alimentation et de communication entre la surface lunaire et les grottes lunaires pour les robots d’exploration.
Impression d’artiste de Daedalus. Ce qui pourrait ressembler à une boule de hamster suspendue est en fait une sphère robotique destinée à explorer les profondeurs des grottes lunaires. Crédit : Julius-Maximilians-University
“La mission devra être définie de manière encore plus détaillée au cours des prochaines années”, explique Loredana. “Le rover qui transportera RoboCrane et Dédale dans la fosse devra être décrit, et un champ d’essai lunaire serait nécessaire pour tester les techniques prévues pour la mission.”
Une ” équipe thématique ” composée de 17 experts d’universités et d’instituts de recherche d’Europe et du Canada a maintenant été créée pour soutenir l’ESA dans le développement d’une stratégie qui inclut les grottes lunaires dans le cadre de l’exploration lunaire européenne. L’Équipe organise une conférence sur les grottes planétaires pour 2023, où un groupe international de scientifiques et d’ingénieurs insistera sur la nécessité d’une mission sur les grottes lunaires au cours de la prochaine décennie.
