Le programme Artemis vise à envoyer des humains sur la Lune pour la première fois depuis les missions Apollo de la NASA. Mais Artemis a une portée plus large que simplement y débarquer des gens, mettre en place des expériences scientifiques, rassembler des roches lunaires, jouer un peu au golf, puis partir. L’intention est d’établir une présence constante.
Cela nécessitera des ressources, et l’une de ces ressources essentielles est l’oxygène.
Le Dr Peter A. Curreri est un scientifique de la NASA depuis des décennies et a été un fervent partisan des vols spatiaux habités. Depuis 2021, Curreri est le directeur scientifique de Lunar Resources, Inc. Lunar Resources propose un nouveau concept pour Artemis : un pipeline d’oxygène.
Une présence humaine continue sur Mars nécessite quelques éléments pour réussir, et la base du succès repose sur l’eau et l’oxygène. Le pôle sud lunaire contient de vastes quantités de glace d’eau primordiale, solide gelée dans les cratères de la région où la lumière du soleil ne l’atteint jamais. Cette glace peut être fondue et séparée en hydrogène et en oxygène.
Toutes les personnes impliquées dans la science lunaire le savent, et l’idée établie est que la glace serait traitée in situ et que l’oxygène serait placé dans des récipients sous pression cryogéniques appelés dewars et transporté là où il était nécessaire. Étant donné que les régions équatoriales ont le plus de lumière solaire et le plus d’énergie solaire, c’est probablement là que les bases lunaires seront établies.
Mais au lieu d’embouteiller de l’oxygène et de le transporter, ce qui pourrait devenir compliqué, Lunar Resources a une autre idée. Construisez un pipeline d’oxygène à partir des dépôts de glace au pôle sud ou d’où l’oxygène est extrait du régolithe vers des installations ailleurs sur la Lune. Cette idée a attiré l’attention de la NASA, et le pipeline d’oxygène du pôle sud lunaire (LSPOP) est un projet de phase un du NIAC, le programme de concept avancé innovant de la NASA.
“Nous proposons le Lunar South Pole Oxygen Pipeline (L-SPoP), un pipeline d’oxygène gazeux au pôle sud de la Lune”, écrit Curreri dans un communiqué de presse expliquant l’idée. “Un pipeline lunaire n’a jamais été poursuivi et révolutionnera les opérations de surface lunaire pour le programme Artemis et réduira les coûts et les risques !”
L’oxygène est essentiel. Nous en avons besoin dans les habitats humains, dans les véhicules et dans tous les systèmes de survie partout sur la Lune. Nous en avons également besoin comme oxydant pour le carburant des fusées. Le transport de grandes quantités d’oxygène du pôle sud à l’équateur pourrait être fastidieux et nécessiterait des véhicules, des réservoirs et des installations dédiés. Un pipeline éliminerait les véhicules et autres ressources, y compris les heures de travail humain, du processus.
“Le processus de déplacement de cet oxygène sur les rovers nécessite plus d’énergie que le processus d’extraction et est considéré comme l’aspect le PLUS coûteux pour obtenir de l’oxygène in situ à utiliser sur la Lune compte tenu des longues distances entre une zone d’extraction de ressources et un être humain. habitat ou plante de liquéfaction », écrit Curreri.
La NASA a déjà investi des fonds importants dans l’extraction d’oxygène et d’eau. Certains efforts ont montré que nous pouvions obtenir suffisamment d’oxygène du régolithe. Mais l’eau ne peut provenir que de la glace aux pôles, et il est logique d’obtenir de l’oxygène à partir de là, car une partie de l’eau devra de toute façon être divisée pour obtenir de l’hydrogène.
Les pipelines sur Terre sont un problème. Mais pas sur la Lune. Pour un pipeline d’oxygène lunaire, les fuites n’ont pas d’importance. Ils ne polluent pas et ne causent aucun dommage. L’oxygène s’échappe tout simplement. Il n’y a pas de surface changeante ou changeante pour perturber le pipeline. Le seul danger potentiel est un impact.
Lunar Resources explorera différentes idées pour son concept de pipeline lunaire, mais ils commencent avec un pipeline de 5 km. “Notre concept de départ est un pipeline de 5 km pour transporter l’oxygène gazeux d’une source de production d’oxygène, par exemple, notre site d’extraction par électrolyse de régolithe fondu (MRE) ou toute autre source, vers une usine de stockage/liquéfaction d’oxygène près d’une base lunaire”, Curreri explique.
LSPOP serait fabriqué en segments à la surface de la Lune, puis assemblé sur une longueur de cinq kilomètres. Le pipeline serait probablement en aluminium, qui est abondant à la surface de la Lune, en particulier au pôle sud. “D’autres métaux in situ qui seront également analysés pour examen comprennent le fer et le magnésium”, écrit Curreri.
Le pipeline serait durable, réparable et évolutif. Ce serait également moins cher que d’autres méthodes, même si la fabrication lunaire aurait encore besoin d’un soutien de la Terre.
Selon Lunar Resources, le pipeline pourrait être construit de manière robotique à partir de métaux du régolithe lunaire, bien qu’une utilisation minimale de matériaux terrestres soit encore nécessaire. Il pourrait également être réparé par robot. La NASA prévoit qu’Artemis aura besoin de 10 000 kg d’oxygène par an au départ, et le LSPOP peut atteindre cela avec un débit d’environ 2 kg/heure. Il a besoin d’une puissance minimale pendant sa durée de vie, serait très fiable et sa durée de vie dans l’environnement lunaire dépasserait 10 ans.
Le pipeline d’oxygène du pôle sud lunaire est une sélection de la phase un du programme NIAC. Cela signifie que la NASA financera une étude de 9 mois sur le concept. Il offre l’occasion d’explorer la viabilité globale et de faire progresser le niveau de maturité technologique (TRL) du LSPOP. Après la fin de la phase un, Lunar Resources peut demander un financement de la phase deux, qui développe des concepts pendant jusqu’à deux ans.
