L’ESA s’engage pour la Lune et Mars

L’ESA s’engage pour la Lune et Mars

Dans le cadre du Congrès International d’Astronautique, l’Agence Spatiale Européenne (ESA) annonce avoir signé des contrats avec Airbus et Thales Alenia Space pour participer au retour sur la Lune et au retour d’échantillons martiens.

Chaque année, le Congrès International d’Astronautique initié par l’IAF (International Astronautical Federation basée à Paris) réunit les acteurs du spatial du monde entier. Entre stands des industriels, conférences scientifiques et rencontres des responsables d’agences, ce congrès est aussi souvent le moment d’annonces importantes en terme d’exploration et de coopération. En raison des mesures sanitaires actuelles, son édition 2020 est dite CyberSpace (voir cet article), ce qui n’empêche pas des événements significatifs. Ainsi, ce 14 octobre, l’Agence Spatiale Européenne (ESA) a détaillé ses ambitions pour la Lune et Mars.

L’Europe lunaire avec la Gateway et un cargo automatique

Depuis plusieurs années, un regain d’intérêt pour notre satellite naturel se dessine et se traduit en programmes d’exploration de la part des agences spatiales avec des ambitions à long terme qui vont jusqu’à l’établissement de bases permanentes à sa surface. Ce sujet est notamment évoqué dans l’exposition Lune : Épisode II de la Cité de l’espace à Toulouse.
La NASA a ainsi initié le programme Artemis qui vise à amener sur notre voisine céleste «la première femme et le prochain homme», si possible pour 2024 comme le lui a demandé la Maison-Blanche. Mais Artemis s’articule aussi autour d’une volonté de coopération internationale pour laquelle l’Agence Spatiale Européenne (ESA) s’inscrit comme partenaire de premier plan (voir cet article). Dans cette logique, l’ESA a annoncé ce 14 octobre confier à l’industriel Thales Alenia Space la réalisation de 2 modules de la Gateway, la future station sur orbite lunaire.

Les 2 modules I-Hab et ESPRIT au sein de la station Gateway qui servira d’étape logistique pour des missions à la surface de la Lune. Le Japon participe avec le système de support-vie du I-Hab et le Canada fournira un bras robotique. L’apport de la Russie reste à définir.<br /> Crédit : Cité de l’espace d’après ESA

Les 2 modules I-Hab et ESPRIT au sein de la station Gateway qui servira d’étape logistique pour des missions à la surface de la Lune. Le Japon participe avec le système de support-vie du I-Hab et le Canada fournira un bras robotique. L’apport de la Russie reste à définir.
Crédit : Cité de l’espace d’après ESA

I-Hab est un module d’habitation équipé d’un port d’amarrage pour des vaisseaux comme la capsule Orion de la NASA qui est dotée, ne l’oublions pas, d’un module de service fourni par l’ESA (construit par Airbus). De son côté, ESPRIT (European System Providing Refueling, Infrastructure and Telecommunications) comprend deux parties, l’une consacrée aux communications avec la surface de la Lune et une autre consacrée au ravitaillement en carburant et xénon pour assurer une durée de vie à long terme de la Gateway.
Alors que les élections américaines se profilent, on peut se demander si Artemis survivrait à une éventuelle alternance politique en cas de victoire du parti Démocrate (l’actuel locataire de la Maison-Blanche est Républicain). Ce qui pose la question de la pérennité de l’engagement de l’ESA pour la station Gateway. Nous avons contacté à ce sujet Didier Schmitt du directorat de l’exploration habitée et robotique de l’ESA qui a souligné «que le programme Artemis est bipartisan», ce qui signifie qu’il a des soutiens au Congrès américain à la fois chez les Républicains et les Démocrates. Le retour vers la Lune ne devrait donc pas dépendre du résultat des élections.
En l’état actuel, I-Hab pourra être livré en 2026 et ESPRIT en 2027. Didier Schmitt précise que la participation de l’ESA assure d’ores et déjà 3 missions (distinctes, pas en même temps) d’astronautes européens à bord de la Gateway. Ce seront des missions autour de notre satellite naturel de 1 à 3 mois avec des équipages de 4 personnes dont un ou une sera parfois de l’ESA. Le responsable de l’ESA se montre aussi «très optimiste de voir un Européen sur la Lune» puisque la volonté lunaire de l’agence ne se limite pas à la station et au module de service d’Orion. Il faut y ajouter EL3, l’European Large Logistics Lander (vidéo ci-dessous) qui partira au sommet d’un lanceur Ariane 6 si ce projet est finalement retenu pour la phase de production lors du prochain conseil des ministres de l’ESA fin 2022.

Avec EL3, l’ESA apporterait alors au programme lunaire un cargo automatique capable de livrer 1,5 tonne d’équipements et d’expériences scientifiques à la surface de notre satellite naturel. Le but est de l’utiliser comme l’indispensable compagnon logistique des futures missions habitées. Ainsi, les astronautes arriveront sur le site à explorer avec un des atterrisseurs actuellement développés par le privé pour la NASA, mais l’essentiel du matériel nécessaire pour accomplir leur travail sera convoyé par l’EL3 de l’ESA.
L’agence européenne fournira aussi une foreuse et un laboratoire miniature (confiés à l’industriel italien Leonardo) pour la sonde russe Luna-27. Un partenariat commercial, appelé Lunar Pathfinder,  avec le britannique Surrey Satellite Technology vise à créer un réseau de télécommunications autour de la Lune afin d’améliorer les échanges radio et la navigation sur la surface sélène.

Le premier aller-retour Terre-Mars 

En ce moment, le rover Perseverance de la NASA vogue vers Mars pour s’y poser le 18 février 2021. Il a été équipé afin d’être capable de mettre dans des tubes scellés les échantillons de sol martiens que les scientifiques estimeront être les plus intéressants. Plus tard, un engin américain amènera un autre rover appelé Sample Fetch Rover chargé de récupérer ces tubes dans le but de les transporter vers l’atterrisseur NASA doté d’une fusée. Cette dernière enverra les échantillons hébergés dans un réceptacle sur orbite autour de la planète rouge. De là, le vaisseau automatique ERO (Earth Return Orbiter) capturera le réceptacle puis le ramènera sur Terre. Le schéma ci-dessous résume cet ensemble de missions qui forment le scénario du Mars Sample Return (retour d’échantillons martiens).

Scénario de base du Mars Sample Return. Tout d’abord, «Mars 2020 mission» (à droite) amène sur la planète rouge Perseverance doté de la capacité de sceller des échantillons dans des tubes et de les déposer au sol. Puis «Sample Retrevial Lander Mission» décolle. Son Sample Fetch Rover (européen) récolte les tubes laissés par Perseverance et les transporte vers un petit lanceur chargé de les mettre sur orbite autour de Mars. La troisième étape impliquée est européenne et il s’agit de «Earth Return Orbiter Mission». Cet engin interceptera les échantillons précédemment placés sur orbite martienne afin de les ramener sur Terre. L’ensemble de ces 3 étapes pourrait être menée d’ici 2031. Crédit : ESA-K. Oldenburg

Scénario de base du Mars Sample Return. Tout d’abord, «Mars 2020 mission» (à droite) amène sur la planète rouge Perseverance doté de la capacité de sceller des échantillons dans des tubes et de les déposer au sol. Puis «Sample Retrevial Lander Mission» décolle. Son Sample Fetch Rover (européen) récolte les tubes laissés par Perseverance et les transporte vers un petit lanceur chargé de les mettre sur orbite autour de Mars. La troisième étape impliquée est européenne et il s’agit de «Earth Return Orbiter Mission». Cet engin interceptera les échantillons précédemment placés sur orbite martienne afin de les ramener sur Terre. L’ensemble de ces 3 étapes pourrait être menée d’ici 2031.
Crédit : ESA-K. Oldenburg

Dans cet article, nous précisions que le Sample Fetch Rover avait été confié à Airbus Defense and Space. Ce 14 octobre, l’ESA a confirmé que le contractant principal pour le vaisseau ERO sera aussi Airbus. On notera que l’Europe accomplira alors le premier voyage aller-retour entre la Terre et Mars avec un même engin, un véritable défi technologique ! Par ses contributions majeures à Mars Sample Return, l’ESA garantit aux scientifiques européens un accès aux échantillons de la planète rouge. Un enjeu emportant, car si les rovers au sol peuvent effectuer de remarquables analyses avec leurs instruments embarqués, ils ne peuvent toutefois pas égaler ce qu’il est possible de faire au sein de laboratoires sur notre planète.

Illustration de l’Earth Return Obiter (ERO) de l’ESA. Il sera chargé d’accomplir le premier voyage aller-retour entre la Terre et Mars pour ramener des échantillons de la planète rouge. Crédit : ESA

Illustration de l’Earth Return Obiter (ERO) de l’ESA. Il sera chargé d’accomplir le premier voyage aller-retour entre la Terre et Mars pour ramener des échantillons de la planète rouge.
Crédit : ESA

Ses annonces lunaires et martiennes concernent selon l’ESA 2 milliards d’euros de contrats pour les industriels pour la décennie 2020. Des sommes essentiellement dépensées en salaires et qui permettent à l’Europe d’irriguer sa propre filière technologique, et au passage son indépendance en la matière, un élément indispensable dans le cadre de la société de la connaissance. De plus, les systèmes sur lesquels l’agence apporte sa contribution s’avèrent à la fois essentiels et de haute technologie (modules d’habitations sur orbite lunaire, cargo automatique, vaisseau Terre-Mars, etc.), confirmant les capacités de l’Europe spatiale.