La représentation artistique d’un atterrisseur lunaire utilise la technologie de dépôt d’une plate-forme d’atterrissage FAST. Crédit : Masten Space Systems
L’exploration spatiale nécessite toutes sortes de solutions intéressantes à des problèmes complexes. Il y a une branche de Nasa conçu pour soutenir les innovateurs qui tentent de résoudre ces problèmes – l’Institute for Advanced Concepts (NIAC). Ils accordent parfois des subventions à des projets méritoires qui tentent de relever certains de ces défis. Les résultats de l’une de ces subventions sont maintenant disponibles et ils sont intrigants. Une équipe de Masten Space Systems, soutenue par Honeybee Robotics, Texas A&M et l’Université de Floride centrale, a trouvé un moyen pour un atterrisseur lunaire de déposer sa propre aire d’atterrissage en descendant.
La poussière lunaire pose un problème important à tous les atterrisseurs motorisés à la surface. Les fusées rétrogrades nécessaires pour atterrir doucement sur la surface de la lune projetteront également de la poussière et se balanceront dans les airs, endommageant potentiellement l’atterrisseur lui-même ou toute infrastructure humaine environnante. Une plate-forme d’atterrissage réduirait l’impact de cette poussière et fournirait un endroit plus stable pour l’atterrissage lui-même.
Graphique montrant la différence entre l’atterrissage avec ou sans système de dépôt. Crédit : Masten Space Systems
Mais la construction d’une telle aire d’atterrissage de manière traditionnelle serait d’un coût prohibitif. Les estimations actuelles évaluent le coût de la construction d’une plate-forme d’atterrissage lunaire à l’aide de matériaux traditionnels à environ 120 millions de dollars. Une telle mission souffre également d’un problème de poule et d’œuf. Comment mettre en place les matériaux pour construire la piste d’atterrissage s’il n’y a pas de piste d’atterrissage, pour commencer ?
La technologie développée par Masten est une solution ingénieuse à ces deux problèmes. Déposer une aire d’atterrissage pendant la descente permettrait aux astronautes d’avoir une aire d’atterrissage en place avant qu’un vaisseau spatial ne s’y pose. Cela coûterait également beaucoup moins cher à installer car tout ce qui est nécessaire est un additif relativement simple à l’échappement de la fusée déjà projeté dans la surface.
Graphique montrant l’ensemble du processus du système de l’injecteur de particules FAST. Crédit : Masten Space Systems
L’idée générale de Masten est assez facile à comprendre. L’ajout de pastilles solides dans l’échappement de la fusée permettrait à ce matériau de se liquéfier partiellement et de se déposer sur la zone d’explosion de l’échappement, le durcissant potentiellement à un point où la poussière n’est plus un facteur car elle est encapsulée dans une coque externe dure. Masten pensait pouvoir trouver le bon matériau à ajouter à l’échappement des fusées pour faire exactement cela.
Le succès ou l’échec dépendrait des propriétés physiques des pastilles d’additifs. Tout additif avec trop de tolérance à la chaleur ne fondrait pas correctement dans l’échappement de la fusée, bombardant essentiellement la surface avec de minuscules balles. D’un autre côté, tout additif trop peu tolérant à la chaleur pourrait être complètement fondu par les gaz d’échappement de la fusée et vaporisé en un nuage inutile.
Exemple de la quantité de poussière pouvant être soulevée même sur Terre lors du tir d’essai d’une des fusées de Masten. Crédit : Masten Space Systems
Pour trouver l’équilibre parfait, Masten a développé un système à deux niveaux, avec des particules d’alumine relativement grosses (0,5 mm) utilisées pour créer une couche de base de 1 mm de surface lunaire fondue combinée à de l’alumine. Ensuite, à mesure que l’atterrisseur se rapprochait de la couche de base, l’additif passerait à une particule d’alumine de 0,024 mm, qui se déposerait à 650 m/s sur la couche de base et créerait une aire d’atterrissage de 6 m de diamètre qui refroidirait en 2,5 secondes.
Tout cela semble être une idée assez impressionnante, mais il est encore tôt. Comme de nombreuses subventions fédérales, la subvention NIAC axée sur le développement de cette idée d’aire d’atterrissage déposable adopte une approche progressive. La majeure partie de la phase I, qui vient de s’achever, s’est concentrée sur la démonstration de la faisabilité de l’idée, ce que Masten pense que c’est.
Exemple des effets d’une plaque d’alumine, similaire à ce qui serait déposé à la surface de la lune dans un système entièrement agrandi. Une image infrarouge de l’échappement de la fusée peut être vue à droite. Crédit : Masten Space Systems
Faisable n’est pas la même chose que fonctionnel, mais c’est précisément ce que les subventions du NIAC sont censées soutenir – des idées folles qui pourraient simplement changer fondamentalement certains aspects de l’exploration spatiale. Si Masten est correct et que l’approche est possible et peut être agrandie, des aires d’atterrissage peuvent apparaître sur toute la surface lunaire. Et finalement partout Mars également.
