Lorsque les astronautes reviendront sur la Lune dans les prochaines années, le plan est de les faire rester pour de bon tout en établissant un avant-poste permanent sur le voisin céleste le plus proche de la Terre. Comme toutes les missions spatiales, un avant-poste lunaire nécessitera du carburant pour sa durabilité à long terme, mais serait-il préférable d’extraire du carburant sur la Lune ou de se réapprovisionner en carburant depuis la Terre ? C’est ce qu’une équipe de chercheurs dirigée par l’Université Bocconi en Italie espère résoudre en abordant la meilleure option en termes d’extraction de carburant de la Terre ou de la Lune.
Mattia Pianorsi, chercheur junior au Space Economy Laboratory de la SDA Boccini School of Management et doctorant à l’Université de Saint-Gall, a récemment déclaré Univers aujourd’hui l’objectif principal de l’étude était de déterminer la faisabilité économique et technique de l’extraction de combustible à partir des dépôts de glace d’eau de la Lune ou de la Terre. Les deux options utiliseraient un dépôt orbital (OD) qui, selon Pianorsi, serait utilisé “comme canal de distribution pour les satellites ainsi que pour les fusées dans l’espace”. L’OD, qui est distinct de la passerelle lunaire proposée par la NASA et n’est pas non plus mentionné dans l’étude, posséderait une capacité maximale de carburant de 25 tonnes et serait situé au point de Lagrange Terre-Lune L1, qui est à environ les trois quarts de la distance entre le Terre et la Lune.
Pour l’étude, les chercheurs ont effectué une analyse de Monte Carlo pour évaluer les risques associés aux deux options. Pour leur scénario, les chercheurs ont utilisé des variables hypothétiques telles qu’une société minière lunaire, une société de transport/distribution et des utilisateurs finaux. L’hypothétique compagnie minière lunaire facture le carburant à 500 $ par kilogramme tandis que pour l’option de ravitaillement terrestre, un transporteur achète le carburant de la Terre à un coût négligeable. Les deux options ont pris en compte les coûts fixes, y compris la conception, le développement, les tests et l’évaluation (DDT&E), la fabrication et le transport, tandis que les coûts récurrents comprenaient le ravitaillement en carburant et les opérations.
Les chercheurs ont déterminé que l’option de ravitaillement terrestre impliquerait environ 1,5 lancement d’un réservoir de carburant Falcon Heavy (FH) Expendable plus avec une charge utile de ravitaillement en carburant de 17,5 tonnes. Alors que l’OD a une capacité de 25 tonnes, le FH devrait apporter un total combiné de 26,69 tonnes car les 1,69 tonnes de carburant restantes seraient utilisées pour “transférer le réservoir de remplissage avec ses sous-systèmes”, selon l’étude. Comme indiqué, les coûts de carburant sont négligeables, mais les coûts de lancement sont estimés à 150 millions de dollars par lancement, ce qui porte le prix total du ravitaillement à 227,9 millions de dollars, ce qui comprend le lancement plus les coûts de carburant. Les coûts de lancement estimés s’élevaient également à 6 511,4 $ par kilogramme, avec un coût d’exploitation total de 42,38 millions de dollars par an.
Pour l’option de ravitaillement de la Lune, les chercheurs ont utilisé une hypothétique navette lunaire construite par la Cislunar Space Development Company (CSDC) avec une charge utile de 25 tonnes qui se lance depuis la Lune, s’amarre et ravitaille l’OD à sa capacité maximale de 25 tonnes, puis revient à la surface lunaire, en supposant qu’aucun carburant n’est perdu pendant tout le processus. Comme indiqué, la société minière lunaire hypothétique a estimé les coûts de carburant à 500 dollars par kilogramme, et l’étude a estimé le prix total du ravitaillement en carburant à 37,51 millions de dollars, ce qui comprend le lancement plus les coûts de carburant, ce qui donne un coût d’exploitation total de 35 millions de dollars par an.
Sur la base de ces résultats, les chercheurs ont conclu que le ravitaillement en carburant de l’OD est plus abordable depuis la Lune que depuis la Terre.
“Donc, si vous voulez concrétiser ce projet, il doit être capable de comprendre et d’analyser les données du point de vue du financement du projet”, a récemment déclaré Pianorsi. Univers aujourd’hui. “Donc, c’est la même logique dans laquelle vous financez l’infrastructure ici sur Terre, vous devez comprendre comment inciter vos investisseurs à intervenir sur la base de l’atténuation du risque que vous mettez en place, par exemple, à travers contrats. Donc, c’est une chose très importante à faire si vous voulez développer des infrastructures, impliquant non seulement l’argent public, et peut-être l’argent des entreprises, mais même l’argent des investisseurs financiers. Et je ne parle pas de capital-risque ou de capital-investissement, je parle d’investisseurs institutionnels. Pianorsi raconte Univers aujourd’hui qu’il croit que ces facteurs devraient être les prochaines étapes en termes de recherche.
En ce qui concerne les prochaines missions Artemis, Pianorsi a souligné Univers aujourd’hui l’importance de “créer un cycle économique entre la Terre et la Lune”, mais a également souligné l’importance non seulement d’avoir des agences spatiales et des sociétés spatiales menant des activités lunaires et martiennes, mais également des sociétés non spatiales.
“Les entreprises doivent comprendre que la durabilité économique est la nouvelle prérogative de la nouvelle économie spatiale”, a déclaré Pianorsi. Univers aujourd’hui. « Ce ne sont plus les contrats en régie de la NASA. À l’heure actuelle, les temps changent et même les agences spatiales, en particulier en période de contraintes budgétaires, doivent s’appuyer sur des entreprises privées pour innover et améliorer leur efficacité. Et cela implique non seulement du point de vue des coûts, mais aussi du point de vue du marché. »
Un futur dépôt orbital pourrait-il aider à des missions en équipage vers la Lune, et sera-t-il moins cher de faire le plein depuis la Lune que depuis la Terre ? Seul le temps nous le dira, et c’est pourquoi nous faisons de la science !
Comme toujours, continuez à faire de la science et continuez à regarder vers le haut !
