La recherche de glace aux pôles de la Lune occupe une place importante dans le domaine de la science lunaire depuis qu’un instrument sur un satellite indien a découvert des molécules d’eau à l’intérieur des cratères ombragés il y a plus de dix ans. La NASA assemble actuellement un rover de la taille d’une voiturette de golf pour se rendre dans les cratères polaires sombres à la recherche de dépôts de glace qui pourraient être utilisés par les futurs astronautes pour fabriquer leur propre propulseur de fusée et leur propre air respirable.
« Un grand groupe de personnes travaille sur cette idée depuis plus de 10 ans », a déclaré Anthony Colaprete, scientifique du projet pour la mission Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER) de la NASA.
Plus tôt cette année, les ingénieurs du Johnson Space Center de la NASA à Houston ont commencé à construire le châssis du rover. En juin, l’agence spatiale a officiellement approuvé l’équipe de VIPER pour passer à l’assemblage et aux tests à grande échelle avant le lancement prévu du rover en novembre 2024.
Un nouveau type de rover
Le rover à quatre roues est différent des robots à propulsion nucléaire de la NASA explorant Mars. VIPER est conçu pour pénétrer dans des cratères sombres, des endroits où la lumière du soleil n’a pas atteint depuis des milliards d’années. Les scientifiques ont détecté des preuves que ces fonds de cratère froids et ombragés abritent de la glace d’eau à la surface ou près de la surface, où elle pourrait être récoltée par les astronautes.
« Parce qu’il va dans des endroits sombres, c’est le premier rover avec des phares », a déclaré Colaprete mardi lors d’une présentation au NASA Exploration Science Forum. Les phares à LED projetteront une teinte bleue sur le paysage anthracite de la Lune.
VIPER sera également exploité différemment des rovers martiens de la NASA. Il faut à un signal radio entre 5 et 20 minutes pour voyager à la vitesse de la lumière entre la Terre et la planète rouge, mais seulement quelques secondes pour faire le trajet jusqu’à la Lune. Cela signifie que les scientifiques peuvent contrôler VIPER plus comme un drone. « Nous faisons de la science en temps réel », a déclaré Colaprete.
Le rover effectuera des voyages audacieux dans les cratères éternellement sombres, en s’appuyant sur l’alimentation de la batterie jusqu’à 50 heures lors de chaque traversée qui déplace VIPER au-delà des rayons du Soleil, toujours près de l’horizon aux pôles lunaires. Le rover de 1 000 livres (450 kilogrammes) entrera en hibernation lorsque l’oscillation de la rotation de la Lune entraînera le déplacement du pôle sud hors de vue de la Terre pendant deux semaines, coupant la liaison de communication directe.
La NASA a annoncé la mission VIPER en 2019. VIPER s’appuie sur la mission Resource Prospector, que la NASA a annulée en 2018 alors que l’agence s’est tournée vers une approche commerciale pour l’exploration lunaire robotique. Cela a abouti au programme Commercial Lunar Payload Services (CLPS) de la NASA, qui dispose d’une liste d’entreprises éligibles pour soumissionner sur des « commandes de tâches » pour transporter des charges utiles de démonstration scientifique et technologique vers la Lune.
L’une de ces sociétés est Astrobotic, que la NASA a sélectionnée en 2020 pour livrer VIPER sur un site d’atterrissage près de Nobile Crater, un bassin d’impact de 45 miles de large (73 kilomètres) au pôle sud de la Lune. L’arrangement de livraison commerciale d’environ 200 millions de dollars permet à Astrobotic de concevoir et de construire l’atterrisseur pour transporter VIPER sur la Lune, un système que la NASA aurait développé – à un coût plus élevé – pour la mission originale Resource Prospector.
Astrobotic a sélectionné la fusée Falcon Heavy de SpaceX pour lancer l’atterrisseur Griffin de la société, qui conduira le rover VIPER vers la Lune.
L’ensemble de la mission devrait coûter environ 500 millions de dollars, y compris le rover, ses charges utiles scientifiques et le contrat d’Astrobotic, qui couvre le coût du lancement de Falcon Heavy.
« Nous avançons », a déclaré Colaprete mardi. « Nous sommes maintenant à moins d’un an de la livraison à Astrobotic pour l’intégration sur leur atterrisseur Griffin. Le lancement est donc à l’horizon. Notre lancement nominal est le 10 novembre 2024, avec actuellement une durée de mission de cinq mois. Nous cherchons des moyens de prolonger cela d’un mois ou deux au-delà. »
Deux des trois instruments scientifiques de VIPER ont déjà été intégrés dans le véhicule à Houston. Ensuite, l’équipe au sol fixera des panneaux solaires, quatre roues de 20 pouces (50 centimètres) et une perceuse de 3 pieds de long (1 mètre) qui sondera la surface lunaire pour mesurer la profondeur de tout dépôt de glace. Une suite de caméras sera également installée sur le véhicule, ainsi qu’un mât s’étendant sur environ 8 pieds (2,5 mètres) au-dessus du sol.
La glace d’eau est très prometteuse pour l’exploration spatiale. L’hydrogène et l’oxygène pourraient être utilisés pour produire de l’électricité ou du carburant de fusée ou être convertis en air pour alimenter des habitats sous pression sur la Lune. Un instrument de la NASA sur la mission indienne de l’orbiteur Chandrayaan 1 a détecté pour la première fois la signature chimique révélatrice de l’eau aux pôles de la Lune en 2009.
Mais d’abord, les scientifiques doivent savoir exactement où se trouve l’eau et à quel point elle est facile à atteindre.
« Nous allons dans un endroit où il y a de l’hydrogène amélioré », a déclaré Colaprete. « Personnellement, je n’ai aucun doute que nous verrons de l’eau sous une forme ou une autre, c’est juste une question de concentrations. »