Airbus Defence and Space

Technologies d’alunissage

Quelles sont les technologies nécessaires pour se poser en douceur et avec précision à la surface de la Lune et y mener des recherches ?

L’étude NEXT Lunar Lander 

Les Etats-Unis y ont déjà posé le pied et souhaitent y retourner. La Chine et l’Inde viennent de lancer leurs propres missions lunaires. L’Europe prépare elle aussi ses futures missions vers le satellite naturel de la Terre. Dans cette optique, Airbus Defence and Space mène pour l’Agence spatiale européenne (ESA) une étude portant le nom quelque peu sibyllin de « NEXT Lunar Lander with In-Situ Science and Mobility » (futur atterrisseur lunaire avec science in-situ et mobilité).

exploration de la lune

L’étude NEXT Lunar Lander s’articule en deux phases. « Dans un premier temps, nous avons défini le concept de base de la mission », explique le Dr Peter Kyr, responsable de l’étude chez Airbus Defence and Space. « Il s’agissait essentiellement de régler les questions de la stratégie de transfert, de la descente et de l’atterrissage, de la mobilité et des opérations qui se dérouleront à la surface de la Lune, ainsi que la question de la répartition du poids entre l’atterrisseur et l’astromobile lunaire ». Les résultats de cette première phase ont pu être présentés à l'ESA dès le mois de juillet 2008. La deuxième phase consiste désormais à élaborer le concept global de la mission et à mettre au point un modèle détaillé du module de transfert, de l’atterrisseur et de l’astromobile. 

Défis technologiques

Le lancement devrait s’effectuer à bord d’un Soyouz doté d’un étage supérieur Fregat. Lorsque la charge utile s’en sera séparée, le composite « module de transfert et atterrisseur » se dirigera vers son orbite de transfert, avant d’intercepter son orbite circumlunaire à seulement deux kilomètres au dessus de la surface de l’astre. Là, l’atterrisseur se libérera du module de transfert pour alunir non loin du pôle sud. Une astromobile quittera alors le module et entamera les recherches scientifiques.

« Pour mener à bien cette mission, nous devons d’abord relever toute une série de défis technologiques », explique Peter Kyr dans le cadre de la seconde phase de l’étude. « Jusqu’ici, nous nous sommes contentés de survoler la Lune et les astronautes américains se sont posés manuellement. Les technologies permettant un alunissage automatisé, tel que le prévoit l’étude, sont actuellement soit en cours de développement, soit partiellement disponibles ».

Les technologies clés qui rendent si délicate cette mission lunaire sont par exemple :

Navigation et évitement d’obstacles optiques

 Bien que la zone d’alunissage puisse être définie à l’avance, un système de navigation optique autonome doit permettre au module de s’assurer, au cours de la manœuvre, qu’il ne se dirige pas vers une falaise, un précipice ou tout autre endroit dangereux. La dernière phase d’approche ne durant que 75 secondes, avec une précision de quelques centaines de mètres seulement, il s’agit donc d’une technologie cruciale. 

Commande et système de propulsion

 Le scénario prévoit d’utiliser, pour l’atterrisseur, les mêmes propulseurs que pour l’ATV, à raison de huit de 220 N et quatre de 500 N. Or, contrairement à l’ATV dans l’espace, le module d’atterrissage devra, non pas simplement maintenir sa position, mais aussi et surtout diriger la manœuvre et freiner la vitesse pendant toute la durée de la descente, et ce au moyen de propulseurs à impulsions qui ne seront pas programmés, c'est-à-dire qu’ils devront être rallumables et éteignables à la demande.

atterrisseur lunaire

La conception des jambes d’atterrissage constitue un autre défi en soi : elles doivent assurer un posé en douceur et offrir une assise stable, quelle que soit la topographie, afin d’éviter que l’astromobile et les instruments scientifiques ne soient endommagés, tout en facilitant leur déchargement. 

Travail d’équipe

Airbus Defence and Space mène cette étude en équipe. Le site d’Airbus Defence and Space Brême en Allemagne est responsable de l’architecture de la mission, de la conception du module de transfert et de l’atterrisseur, ainsi que de l’estimation des coûts. Le système de l’astromobile sera mis au point à Airbus Defence and Space Stevenage au Royaume-Uni. L’établissement toulousain d’Airbus Defence and Space se consacre quant à lui à l’étude du point sensible de la mission : la navigation.

A ces équipes, il faut encore ajouter les sous-traitants et les instituts de recherche, tels que l‘Agence aérospatiale allemande (DLR) de Brême ou l’Institut technologique des systèmes de vol (Institut für Flugsystemtechnik) de Braunschweig.

Dr Peter Kyr

« Ensemble, nous voulons atteindre, pour ces technologies clés, un niveau de maturité qui conduise à la décision de lancer le programme de développement », confie Peter Kyr. L’objectif des ingénieurs, à plus ou moins court terme, consiste à effectuer un vol d’essai sur Terre, par exemple en larguant l’atterrisseur depuis un hélicoptère. « Pour cela, nous devrons convaincre notre client avec une excellente analyse et des proposition pertinentes », ajoute-t-il, sachant de longue expérience que de tels projets nécessitent une certaine persévérance…

« L’Europe a besoin d’une vision technologique et stratégique commune pour mener à bien un tel projet », répond Peter Kyr à la question du délai. « Si tout se passe bien, une mission avec un démonstrateur pourrait voir le jour vers 2012 et prouver que nous disposons des technologies nécessaires ».

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