Programme Artemis

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Le programme Artemis est un programme spatial habité de la NASA, l'agence spatiale américaine, dont l'objectif est d'amener un équipage sur le sol lunaire d'ici 2024. À l'instigation du président américain Donald Trump, la date du retour de l'homme sur la Lune, qui était initialement fixée à 2028, a été avancée de quatre ans en avril 2019. Le programme repose sur le lanceur lourd Space Launch System (SLS, dont le premier vol est programmé en 2021), le vaisseau spatial en cours de développement Orion, la future station spatiale lunaire Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G) et un module lunaire chargé d'amener les hommes sur le sol lunaire dont il est prévu de sous-traiter la conception à l'industrie privée. L'accélération de ce programme en 2019 s'est traduite par une allocation supplémentaire de 1,6 milliard de dollars au budget de la NASA. La tenue de cet objectif ambitieux dans un délai aussi réduit et les sommes effectivement nécessaires pour y parvenir font débat.

Le nom Artemis vient de celui de la déesse Artémis de la mythologie grecque, la sœur d'Apollon. Il s'agit là de montrer que ce programme est la relève du programme Apollo, qui a eu lieu au cours des année 1960-1970.

Contexte[modifier | modifier le code]

Le Flexible Path : Mars en plusieurs étapes (2010)[modifier | modifier le code]

En 2010, l'arrêt pour des raisons budgétaire du programme Constellation, dont l'objectif était de ramener l'homme sur le sol lunaire, semble annoncer le repli du programme spatial habité américain sur l'orbite terrestre basse. Toutefois, la même année, la NASA décide de poursuivre le développement du lanceur lourd Space Launch System (SLS) et du vaisseau spatial interplanétaire Orion. Ces engins spatiaux doivent être utilisés pour réaliser des missions interplanétaires d'une complexité croissante dans le but ultime de déposer des hommes sur Mars. La stratégie ainsi définie, baptisée « Flexible Path », est beaucoup plus progressive que ce qui a été envisagé dans les projets martiens antérieurs. Avant de poser l'homme sur Mars, il est prévu de mener des missions autour de la Lune, sur des astéroïdes proches puis sur la lune martienne Phobos pour mettre au point les matériels et gagner en expérience. Les premières missions de SLS et Orion à destination de l'espace cislunaire sont progressivement définies au cours des années suivantes. Toutefois la stratégie d'exploration du système martien proprement dit reste vague[1].

La mission avortée Asteroid Retrieval and Utilization (2012-2017)[modifier | modifier le code]

La première mission est l'envoi d'un équipage à la surface d'un astéroïde géocroiseur : l’Asteroid Retrieval and Utilization (ARU) doit combiner l'étude in situ de cet objet et tester les nouveaux matériels notamment en déplaçant une roche de 4 mètres de diamètre située à la surface de l'astéroïde pour la placer sur une orbite lunaire[1]. Toutefois, en interne à la NASA comme au Congrès des États-Unis, peu de personnes soutiennent cette mission et celle-ci est finalement annulée en juin 2017[2]. Cette annulation replace la Lune au cœur du programme spatial habité.

Développement du programme lunaire habité[modifier | modifier le code]

Regain d'intérêt pour la Lune des agences spatiales russe et européenne[modifier | modifier le code]

La Russie annonce au milieu de la décennie 2010 qu'elle projette de développer une station orbitale lunaire, la Lunar Orbital Station et d'envoyer des hommes à la surface de la Lune à l'horizon 2030 en utilisant le vaisseau Federatsia en cours de développement. De son côté l'Agence spatiale européenne lance en 2015 l'idée d'un village lunaire, c'est-à-dire d'une base permanente sur la Lune développée par l'ensemble des nations spatiales.

La station spatiale lunaire Deep Space Gateway (2017)[modifier | modifier le code]

Article principal : Lunar Orbital Platform-Gateway.

En avril 2017, la NASA précise la stratégie de son programme spatial habité. Elle annonce le développement d'une station spatiale placée en orbite lunaire baptisée Deep Space Gateway (DSG). Celle-ci pourra accueillir des équipages pour une durée de 42 jours. Elle comprendra un module d'habitation, un module de propulsion et peut être un module servant de sas. La DSG sera assemblée à partir de composants transportés par le futur lanceur lourd SLS et elle sera desservie par le vaisseau Orion. Dans une première phase du programme, les équipages qui devraient occuper la station à partir de 2025 l'utiliseront pour apprendre à vivre et à travailler en orbite lunaire. Cette phase permettra également de pratiquer les rendez-vous entre vaisseaux loin de l'orbite terrestre basse. La NASA souhaite à ce stade faire appel aux entreprises privées et aux partenaires internationaux pour les missions de ravitaillement. Ces missions sont un préambule à l'envoi de missions vers Mars constituant la phase ultime du programme. Pour convoyer les équipages, il est prévu de développer un vaisseau spatial de grande taille, le Deep Space Transport. Celui-ci sera convoyé jusqu'à la station lunaire après un lancement par le SLS puis sera ravitaillé avant d'être lancé vers Mars avec un équipage de 4 personnes[3],[4],[5].

La station spatiale lunaire doit permettre de déposer un équipage à la surface de la la Lune en 2028.

Un équipage à la surface de la Lune en 2024 ? (2019)[modifier | modifier le code]

En avril 2019, à quelques mois du cinquantième anniversaire de la mission Apollo 11 qui a vu le premier homme fouler le sol lunaire, le vice-président américain Mike Pence, après avoir adressé des reproches à la NASA et à ses sous-traitants pour le retard pris dans le développement du lanceur lourd SLS (la date du premier vol a glissé de 2017 à 2021), annonce que le président américain Donald Trump souhaite qu'un premier équipage soit déposé à la surface de la Lune dès 2024 soit quatre ans avant l'échéance prévue. Le site d'atterrissage serait situé près du pôle sud lunaire car celui-ci est à la fois un objectif scientifique important et recèle également des stocks d'eau qui peuvent être exploités pour optimiser les séjours sur la Lune[6].

Mi-mai 2019, une enveloppe supplémentaire de 1,6 milliard de dollars est débloquée au titre de l'année budgétaire 2020 pour ce programme lunaire, qui est baptisé à cette occasion « programme Artemis », du nom de la déesse grecque. Il s'agit d'une référence explicite au programme Apollo, qui est nommé d'après le dieu grec Apollon. Les fonds doivent être utilisés de la manière suivante[7] :

  • 1 milliard de dollars sont consacrés à la réalisation d'un atterrisseur capable de déposer des hommes sur la Lune. La conception et la fabrication de ce module serait complètement sous-traité à l'industrie privée.
  • Le budget engagé pour le développement de la station spatiale lunaire sera réduit de 321 millions US$ en limitant sa fonction à celle de support pour la dépose d'équipage sur la Lune. La somme libérée doit être affectée à d'autres dépenses du programme Artemis.
  • 651 millions de dollars sont affectés au développement du lanceur SLS et du vaisseau Orion
  • le développement des systèmes de propulsion reçoit 132 millions de dollars, dont 90 millions affectés à l'exploration robotique.

Les équipements du programme lunaire Artemis[modifier | modifier le code]

L'architecture de la mission lunaire, telle que définie en mai 2019, repose sur les équipements suivants :

  • Le lanceur lourd Space Launch System chargé de lancer les différents composants : vaisseau Orion, modules de la station spatiale lunaire Lunar Orbital Platform-Gateway et module lunaire chargé d'atterrir sur la Lune et d'en redécoller.
  • Le vaisseau spatial Orion chargé de transporter l'équipage entre la Terre et la station spatiale lunaire à l'aller comme au retour.
  • La station spatiale lunaire Lunar Orbital Platform-Gateway . Pour le programme Artemis la priorité est donnée aux deux modules nécessaires pour les missions qui doivent se dérouler sur le sol lunaire : le module PPE produisant l'énergie et comprenant le système propulsif d'une part et le module d'habitation I-HAB d'autre part.
  • Un module lunaire chargé de déposer l'équipage sur le sol lunaire. Celui-ci comprend un étage de fusée utilisé pour abaisser à l'aller l'orbite des autres modules, un module de descente et un module de remontée.

Le module lunaire[modifier | modifier le code]

Le module lunaire est chargé d'amener quatre astronautes séjournant brièvement dans la station spatiale Lunar Orbital Platform-Gateway sur le sol lunaire puis de les ramener à la station spatiale. Pour y parvenir il comprend trois modules[6] :

  • Un module propulsif qui est uniquement chargé d'abaisser l'orbite des deux autres modules. D'une masse de 12 à 15 tonnes il permet un modification de la vitesse de 850 m/s. Il est éventuellement réutilisable.
  • Un module de descente qui après largage du module propulsif est chargé d'annuler la vitesse horizontale et de déposer le module habitable (module de remontée) sur le sol lunaire. D'une masse de 15 à 16 tonnes il permet un modification de la vitesse de 2000 m/s. Il pourrait être également utilisé dans une autre configuration pour déposer du fret sur le sol lunaire.
  • Un module de remontée/module habitable qui sert d'habitat à l'équipage de 4 astronautes (c'est le seul module pressurisé de l'ensemble) et qui dispose d'une propulsion lui permettant de remontée en orbite. D'une masse de 9 à 12 tonnes il permet un modification de la vitesse de 2850 m/s. Après la remontée du sol lunaire il peut être réutilisé après avoir été ravitaillé en ergols.

Déroulement des premières missions du programme Artemis[modifier | modifier le code]

Le programme Artemis doit commencer par deux lancements de la fusée SLS Bock 1. Le premier vol, constituant la mission Artemis 1, doit tester fin 2020/début 2021 le vaisseau Orion sans équipage tandis qu'Artemis 2 doit emporter en 2022 le même vaisseau avec équipage pour un vol autour de la Lune. La même année, une fusée commerciale doit placer le premier module de la station en orbite lunaire. Il s'agit du module disposant d'une propulsion et fournissant de l'énergie. En 2023 le deuxième module MiniHab, de type habitat, doit être lancé par une fusée commerciale. Ce module dispose d'au moins deux ports d'amarrage libre permettant d'y amarrer simultanément le module lunaire chargé d'amener les astronautes sur le sol lunaire et le vaisseau Orion. Le module lunaire, qui comprend trois sous-ensembles, sera placé en orbite lunaire grâce à trois vols commerciaux. Une fois le module lunaire amarré à la station spatiale, la mission Artemis 3 est lancée par une fusée SLS Bock 1B, version utilisant un étage supérieur EUS qui lui permet de placer 100 tonnes en orbite basse (contre 70 tonnes pour le Bloc 1). Artemis 3 emporte le vaisseau Orion avec un équipage de deux astronautes, un module logistique comprenant des équipements et des consommables ainsi que des ergols pour le module lunaire. Après s'être amarré à la station lunaire, les deux astronautes utilisent le module lunaire pour se poser à la surface de la Lune. Plusieurs variantes existent[8]

Viabilité du projet[modifier | modifier le code]

La viabilité du programme Artemis avec l'objectif calendaire qui lui a été fixé est douteuse compte tenu de la modestie des sommes alloués au programme au titre du budget 2020 et de l'absence d'une enveloppe budgétaire consacrée au programme pour les années suivantes. Les estimations de coût du programme varient selon les spécialistes interrogés entre 20-25 milliards US$ et 40 milliards de dollars. Il faudrait donc consacrer au minimum 4 à 5 milliards de dollars par an pour atteindre l'objectif à l'échéance imposée par le président Trump[9],[10].

Notes et références[modifier | modifier le code]

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]