par Matt Williams , Universe Today
Dans les décennies à venir, de nombreuses agences spatiales espèrent mener des missions avec équipage sur la Lune et même y établir des avant-postes. En fait, entre la NASA, l’Agence spatiale européenne (ESA), Roscosmos et les agences spatiales indienne et chinoise, les projets de construction de bases et de colonies lunaires ne manquent pas. Celles-ci permettront non seulement d’établir une présence humaine sur la lune, mais aussi de faciliter les missions vers Mars et plus loin dans l’espace.
Par exemple, l’ESA prévoit de construire un « village lunaire international » sur la lune d’ici les années 2030. Successeur spirituel de la Station spatiale internationale (ISS), ce village permettrait également de mener des recherches scientifiques dans un environnement lunaire. Actuellement, les chercheurs européens planifient la façon de procéder pour construire ce village, ce qui inclut la réalisation d’expériences avec des simulants de poussière lunaire pour créer des briques.
Pour faire simple, toute la surface de la lune est couverte de poussière (alias régolithe) qui est composée de fines particules de silicate brut. Cette poussière a été formée au cours de milliards d’années par des impacts constants de météorites qui ont martelé le manteau de silicate en fines particules. Elle est restée dans un état rugueux et fin en raison du fait que la surface lunaire ne subit aucune altération ou érosion (en raison de l’absence d’atmosphère et d’eau liquide).
Parce qu’il est si abondant, atteignant des profondeurs de 4-5 mètres (13-16,5 pieds) à certains endroits – et jusqu’à 15 mètres (49 pieds) dans les zones plus anciennes des hautes terres – le régolithe est considéré par de nombreuses agences spatiales comme le matériau de construction de choix pour les colonies lunaires. Comme l’explique Aidan Cowley, conseiller scientifique de l’ESA et expert en matière de sol lunaire, dans un récent communiqué de presse de l’ESA :
« Les briques lunaires seront faites de poussière. Vous pourrez en créer des blocs solides pour construire des routes et des rampes de lancement, ou des habitats qui protègent vos astronautes du dur environnement lunaire. »
En plus de profiter d’une ressource locale apparemment inépuisable, les plans de l’ESA d’utiliser le régolithe lunaire pour créer cette base et les infrastructures connexes démontrent leur engagement envers l’utilisation des ressources in situ. Fondamentalement, les bases sur la Lune, Mars et d’autres endroits du système solaire devront être aussi autosuffisantes que possible pour réduire la dépendance à la Terre pour les expéditions régulières de fournitures – ce qui serait à la fois coûteux et épuisant pour les ressources.
Pour tester comment le régolithe lunaire se comporterait en tant que matériau de construction, les scientifiques de l’ESA ont utilisé des simulants de poussière de lune récoltés ici même sur Terre. Comme l’a expliqué Aiden, les régolithes de la Terre et de la Lune sont le produit du volcanisme et sont essentiellement des matériaux basaltiques composés de silicates. « La Lune et la Terre partagent une histoire géologique commune », a-t-il dit, « et il n’est pas difficile de trouver des matériaux similaires à ceux que l’on trouve sur la Lune dans les restes de coulées de lave. »
Les simulants ont été récoltés dans la région de Cologne, en Allemagne, qui étaient volcaniquement actifs il y a environ 45 millions d’années. En utilisant la poudre volcanique de ces anciennes coulées de lave, dont on a déterminé qu’elle correspondait bien à la poussière lunaire, les chercheurs du Centre des astronautes européens (EAC) ont commencé à utiliser la poudre (qu’ils ont nommée EAC-1) pour façonner des prototypes des briques qui seraient utilisées pour créer le village lunaire.
Spaceship EAC, une initiative de l’ESA conçue pour relever les défis des vols spatiaux en équipage, travaille également avec EAC-1 pour développer les technologies et les concepts qui seront nécessaires pour créer un avant-poste lunaire et pour les futures missions vers la Lune. L’un de leurs projets porte sur la façon d’utiliser l’oxygène contenu dans la poussière lunaire (qui en représente 40 %) pour aider les astronautes à prolonger leur séjour sur la Lune.
Mais avant que l’ESA ne puisse signer l’approbation de la poussière lunaire comme matériau de construction, un certain nombre de tests doivent encore être effectués. Ceux-ci comprennent la recréation du comportement de la poussière lunaire dans un environnement de rayonnement pour simuler leur comportement électrostatique. Depuis des décennies, les scientifiques savent que la poussière lunaire est chargée électriquement en raison de la façon dont elle est constamment bombardée par les rayonnements solaires et cosmiques.
C’est ce qui la pousse à se soulever de la surface et à s’accrocher à tout ce qu’elle touche (ce que les astronautes d’Apollo 11 ont remarqué en revenant au module d’excursion lunaire). Comme l’a indiqué Erin Transfield – membre de l’équipe thématique de l’ESA sur la poussière lunaire – les scientifiques ne comprennent pas encore parfaitement la nature électrostatique de la poussière lunaire, ce qui pourrait poser un problème lorsqu’il s’agit de l’utiliser comme matériau de construction.
De plus, les expériences sur l’environnement de rayonnement n’ont pas encore donné de résultats concluants. En tant que biologiste qui rêve d’être la première femme sur la lune, Transfield a indiqué que des recherches supplémentaires sont nécessaires en utilisant de la véritable poussière lunaire. « Cela nous donne une raison supplémentaire de retourner sur la Lune », a-t-elle déclaré. « Nous avons besoin d’échantillons vierges de la surface exposée à l’environnement de rayonnement. »
A part établir une présence humaine sur la lune et permettre des missions dans l’espace lointain, la construction du village lunaire proposé par l’ESA offrirait également des opportunités de tirer parti de nouvelles technologies et de forger des partenariats entre les secteurs public et privé. Par exemple, l’ESA a collaboré avec le cabinet d’architectes Foster + Partners pour concevoir son village lunaire, et d’autres entreprises privées ont été recrutées pour aider à étudier d’autres aspects de sa construction.
À l’heure actuelle, l’ESA prévoit de construire son village lunaire international dans la région polaire sud, où de la glace d’eau abondante a été découverte. Pour étudier cela, l’ESA enverra sa mission PROSPECT (Package for Resource Observation and in-Situ Prospecting for Exploration, Commercial exploitation and Transportation) sur la Lune en 2020, qui voyagera dans le cadre de la mission russe Luna-27.
Cette mission, un effort conjoint entre l’ESA et Roscosmos, impliquera un atterrisseur de construction russe qui se posera dans le bassin Pôle Sud-Aitken de la Lune, où la sonde PROSPECT se déploiera et forera dans la surface pour récupérer des échantillons de glace. À l’avenir, les plans à long terme de l’ESA prévoient également une série de missions sur la lune à partir des années 2020 qui impliqueraient des robots ouvriers ouvrant la voie à des explorateurs humains qui se poseraient plus tard.
Dans les décennies à venir, les intentions des principales agences spatiales du monde sont claires : non seulement nous retournons sur la lune, mais nous avons l’intention d’y rester ! À cette fin, des ressources considérables sont consacrées à la recherche et au développement des technologies et des concepts nécessaires pour y parvenir. D’ici les années 2030, nous pourrions bien voir des astronautes (et même des citoyens privés) aller et venir de la lune avec une fréquence régulière.