Quatre ans après notre précédent article sur le futur bras robotique du Gateway, nous avons souhaité faire le point sur l'état d'avancement de son développement. Futura a pu échanger avec Stéphane Desjardins, gestionnaire de projets à l'Agence spatiale canadienne.
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Sans surprise, le Canada, devenu le chef de file en matière de bras robotiques spatiaux, fournira le système robotiquerobotique de la station Gateway. Baptisé Canadarm3, ce « système héritera de près de quarante ans de savoir-faire canadien dans le domaine de la robotique spatiale », comme nous l'a expliqué Gilles Leclerc, directeur général de l'Exploration spatiale à l'Agence spatiale canadienneAgence spatiale canadienne, en mars 2019.
Le 27 juin, l'Agence spatiale canadienne (CSA) a annoncé la revue de conception préliminaire du système robotisé qui devrait déboucher sur la revue de conception détaillée, dernière étape avant la constructionconstruction et les tests du Canadarm3, réalisés par l'entreprise MDA. Dans le cadre de son partenariat avec la Nasa, la CSA s'est engagée à livrer le Canadarm3 sur le Gateway et à le « rendre opérationnel pour la mission Artemis V », nous explique Stéphane Desjardins, gestionnaire de projets à l'Agence spatiale canadienne.
Si l'on se fie au calendrier actuel, « Canadarm3 sera installé sur un module de fret au plus tôt en 2029 ». En fournissant le Canadarm3 à la station spatiale lunaire Gateway, le Canada obtiendra « des opportunités pour des expériences scientifiques, des démonstrations technologiques, ainsi que deux places à bord des vols à destination de la Lune. L'astronaute de l'ASC, Jeremy Hansen, fera partie de l'équipage d'Artemis II, la première mission lunaire habitée depuis 1972 ».
Le saviez-vous ?
Le Canada a réalisé les bras télémanipulateurs Canadarm des navettes, la perche d'inspection OBSS conçue après la perte de Columbia pour inspecter les navettes en orbite et le Système d'entretien mobile (MSS), un des éléments essentiels de la Station spatiale internationale. Cet élément est constitué du Canadarm2 (SSRMS : Space Station Remote Manipulator System), de la base mobile (MBS : Mobile Base System) et du manipulateur agile spécialisé (SPDM : Special Purpose Dexterous Manipulator), plus communément appelé Dextre.
Ce système robotisé, composé de trois éléments distincts, comprendra un « grand bras de 8,5 mètres de long doté de 7 degrés de liberté de mouvement, un petit bras agile, et une boîte à outils et à unités remplaçables en orbiteorbite ». Le Canadarm3 sera utilisé pour assurer la « maintenance, les réparations et l'inspection de la station Gateway, déplacer des modules de la station, aider les astronautes en sortie dans l'espace, mener des expériences scientifiques en orbite lunaire, ainsi que pour attraper les vaisseaux spatiaux envoyés à la station ».
En raison de l'éloignement de la Terre, le Canadarm3 sera exploité 1 000 fois plus loin que le Canadarm2 de la Station spatiale internationale. Sa conception lui permettra de « fonctionner de manière autonome, ce qui lui permettra d'exécuter de nombreuses tâches sans supervision constante d'un opérateur au sol ». Des essais d'autonomieautonomie ont été réalisés avec succès sur le Canadarm2 de l'ISS.
« L'autonomie du Canadarm3 sera développée graduellement, c'est-à-dire qu'à ses débuts, le bras sera assisté puis, progressivement, il deviendra autonome pour réaliser certaines tâches ». Ce système robotisé sera également capable de « réaliser ses propres opérations de maintenance et pourra effectuer un certain nombre de réparations et de changement de composant par exemple ».
Par ailleurs, contrairement au Canadarm2, le Canadarm3 « n'utilisera pas de rail pour se déplacer en raison de la taille du Gateway, 5 fois plus petite que l'ISS ». À la place, le bras utilisera « divers points d'ancrage et d'interfaces pour couvrir toute la station lunaire ».
La poussière lunaire préoccupe
Concernant le développement du Canadarm3, il ne semble pas y avoir de difficultés majeures. La principale contrainte réside dans la « prise en compte de l'environnement spatial à cette distance où la station sera exposée aux radiations spatiales et solaires, ainsi qu'à la poussière lunaire ». Cette histoire de poussière lunaire peut surprendre, mais c'est « bel et bien un sujet de préoccupation ». La Nasa « s'attend à ce que les astronautes et les véhicules rapportent de la poussière qui restera en orbite ou à proximité du Gateway ».
Elle travaille à évaluer les « quantités de poussière qui pourraient être amenées au Gateway », très abrasive, et dont il faut en tenir compte dans la construction des modules ; pour ce qui concerne Canadarm3, des « protections des interfaces, des connecteurs et éléments des bras contre l'abrasivité sont prévues ».
Enfin, signalons que MDA développe des bras robotiques dérivés du Candarm3 dont deux seront installés sur les stations spatiales privées Starlab et Axiom.
Nasa : un bras robotique inédit équipera la petite station lunaire Gateway
Article de Remy Decourt publié le 30/06/2020
En attendant l'ESA qui devrait bientôt dévoiler le nom des entreprises qui construiront les deux modules qu'elle réalisera pour le Gateway, l'Agence spatiale canadienne a indiqué que MDA construirait le système robotisé qui équipera cette petite station située à proximité de la Lune. Ce Canadarm3 de nouvelle génération sera capable de travailler en totale autonomie et réparer certaines pannes qui pourraient l'affecter.
L'Agence spatiale canadienne a annoncé vouloir confier à MDA la réalisation du système robotisé intelligent Canadarm3 qui sera installé sur la petite station lunaire Gateway de la Nasa. Un choix qui n'étonnera personne. L'entreprise MDA, acronyme de MacDonald, Dettwiler and Associates, a développé et construit le CanadarmCanadarm à bord des navettes spatiales et le manipulateur Canadarm2 et Dextre actuellement en service sur la Station spatiale internationaleStation spatiale internationale (ISS). Aucune date de livraison de ce système à la Nasa n'a été précisée. Elle dépendra de la mise en service du Gateway dont la date a été repoussée au-delà de 2024.
Canadarm3 sera très différent des deux générations précédentes de bras robotiques spatiaux Canadarm. Il se composera non pas d'un seul bras, mais de deux, dont un grand de 8,5 mètres, et d'un ensemble d'outils spécialisés ! Le bras le plus grand, qui sera le principal, sera utilisé pour les réparations, les sorties dans l'espace et l'amarrage des cargos notamment. Quant au plus petit, il est destiné à des tâches plus précises et plus complexes pour des opérations de maintenance.
Ce système robotisé, grâce aux progrès dans le domaine de l'intelligence artificielleintelligence artificielle pourra assurer sa maintenance et réparer lui-même certaines pannes préalablement définies. Il aura également des capacités d'autonomie inédite pour un bras spatial car le Gateway ne sera pas occupé en permanence. La Nasa envisage des séjours réguliers, avec un mois de présence en moyenne par an, avec des séjours dont la duréedurée serait comprise entre 15 jours et jusqu'à un maximum de 90 jours. Il devra fonctionner régulièrement sans la présence d'un équipage humain, contrairement à l'ISS. Compte tenu de la distance du Gateway à la Terre, plus ou moins 400.000 kilomètres, les opérations de télémanipulation seront réservées à des tâches bien spécifiques car les communications auront un temps de latencelatence d'un peu plus d'une seconde.
Le Canadarm3 sera la contribution du Canada au Gateway, piloté par la Nasa. En échange de cette contribution, le Canada s'attend à ce qu'un de ses astronautes puisse voler à bord du Gateway lors d'une des trois premières missions habitées.
Le Canada participera également à la petite station spatiale près de la Lune
Article de Rémy DecourtRémy Decourt publié le 14/03/2019
Le Canada fournira à la petite station lunaire Gateway de la Nasa, le système robotisé intelligent Canadarm3. Ce système autonome comprendra un bras robotisé de nouvelle génération, de l'équipement et des outils spécialisés. Les explications de Gilles Leclerc, le directeur général de l'Exploration spatiale à l'Agence spatiale canadienne.
Le Canada et son agence spatiale ont officialisé leur participation au projet d'avant-poste lunaireavant-poste lunaire que prévoit de réaliser la Nasa à l'horizon 2025. Cette petite station spatiale sera installée à proximité de la Lune sur une orbite cislunaire. Baptisée Gateway, elle sera notamment utilisée pour préparer les étapes suivantes de l'exploration humaine du Système Solaire, de l'orbite lunaire à celle de Mars, des points de Lagrangepoints de Lagrange aux astéroïdesastéroïdes, notamment. Elle servira aussi d'avant-poste pour des expéditions robotiques sur la Lune et plus tard, pour y transporter des astronautes.
Sans surprise, le Canada, devenu la référence en matière de bras robotiques spatiaux, fournira le système robotique de cette station. Baptisé Canadarm3, il héritera de « près de quarante ans de savoir-faire canadien dans la robotique spatiale », nous explique Gilles Leclerc, directeur général de l'Exploration spatiale à l'Agence spatiale canadienne. Une expérience unique au monde qui s'est construite au fil de « milliers d'heures accumulées d'opérations en orbite, telles que l'assemblage, la réparation et le support aux sorties extravéhiculaires ».
Ainsi, le Canada a réalisé les bras télémanipulateurs Canadarm des navettes, la perche d'inspection OBSS « conçue après la perte de Columbia pour inspecter les navettes en orbite » et le Système d'entretien mobilemobile (MSS), un des éléments essentiels de la Station spatiale internationale. Cet élément est constitué du « Canadarm2 (SSRMS : Space Station Remote Manipulator System), de la Base mobile (MBS : Mobile Base System) et du Manipulateur agile spécialisé (SPDM : Special Purpose Dexterous Manipulator) », plus communément appelé Dextre.
Cette troisième génération de bras robotique sera « très différente des Canadarm et Canadarm2 ». D'abord parce que la « technologie a considérablement évolué depuis les années 80 », époque à laquelle ont été conçus ces deux bras robotiques et aussi parce qu'elle devra résister à des niveaux de radiation très importants, ce dont n'ont pas eu à se soucier Canadarm et Canadarm2 car évoluant sur des orbites basses qui « bénéficient de la protection du champ magnétique terrestrechamp magnétique terrestre ». Ce futur bras sera aussi plus léger, et plus compact. L'Agence spatiale travaille sur le concept d'un bras « d'une taille de 8,5 mètres (17 mètres pour le Canadarm2) et d'une massemasse d'environ 715 kilogrammeskilogrammes (1,5 tonne pour le Canadarm2) ». Tout comme Canadarm2 avec Dextre, Canadarm3 sera « accompagné d'un bras robotique plus petit (environ 1,8 mètre) pour les opérations plus fines et précises ».
Ce futur système robotique sera aussi « plus intelligent que la génération des bras précédents et capable de réaliser certaines tâches en parfaite autonomie ». Des modules autonomes embarqués lui permettront de « percevoir son environnement, de planifier lui-même ses tâches ». Cette intelligence et cette autonomie sont une nécessité car cette station lunaire sera, dans un premier temps, « inhabitée pendant de longues période » et que « les délais de communication seront plus longs ».
Autre particularité, alors que le Canadarm sur la navette spatiale était opéré en orbite par les astronautes, le Canadarm2 par les équipages de la Station, les opérateurs du Centre de contrôle de Houston de la Nasa et les opérateurs du Centre de contrôle de l'Agence spatiale canadienne à Longueuil, le Canada voudra réaliser les opérations du Canadarm3 « depuis le sol canadien ».
Ce bras sera conçu pour :
- assurer la maintenance, la réparation et l'inspection de la station spatiale lunaire ;
- manipuler et déployer des instruments scientifiques sur le Gateway ;
- déplacer des modules ;
- aider les astronautes à effectuer des sorties dans l'espace ;
- permettre de mener des expériences scientifiques en orbite et sur la surface lunaire.
Faire progresser et renforcer le leadership du Canada dans la robotique spatiale
Dans un contexte où les projets scientifiques et commerciaux d'utilisation de l'espace, de services en orbite et d'exploration devront avoir recours à la « robotique spatiale pour accomplir diverses missions, qu'il s'agisse de roversrovers jouant le rôle d'explorateurs planétaires ou de robotsrobots conçus pour réparer et ravitailler les satellites et les télescopestélescopes spatiaux », cette décision de construire le Canadarm3 vise aussi à conserver le leadership mondial du Canada dans la robotique spatiale.
Justin Trudeau, le premier ministre canadien, a précisé que la participation du Canada au Gateway s'inscrivait dans le cadre de la nouvelle stratégie spatiale du pays, pour laquelle il a annoncé un investissement de 2,05 milliards de dollars sur 24 ans.
À partir de Canadarm3, l'idée est de dériver une variété de bras robotiques pour répondre à des besoins spécifiques comme la « désorbitation de débris, l'assemblage et le ravitaillement en orbite par exemple », qui sont vus comme des « marchés prometteurs sur lesquels souhaite se positionner l'industrie spatiale canadienne ».
La Russie participera à la petite station spatiale internationale près de la Lune
Article de Rémy Decourt, publié le 02/12/2018
La Nasa, qui veut reconquérir la Lune et envoyer des humains sur Mars, est consciente qu'elle ne pourra pas le faire seule. N'en déplaise au président Trump, pour des raisons de coûts principalement, elle doit internationaliser ses programmes d'exploration habitée. L'avant-poste lunaire, qui sera à proximité de la Lune, sera donc un programme international. Si les agences spatiales du Canada et de l'Europe seront évidemment de la partie, bien qu'invitée la Russie réserve sa décision. Elle ne souhaite pas que la Nasa soit le seul maître d'œuvremaître d'œuvre et chef de file de ce programme qui succèdera à la Station spatiale internationale.
S'exprimant lors d'une conférence célébrant le vingtième anniversaire du lancement du premier module de la Station spatiale internationale (Unity, en novembre 1998), le président de Roscosmos, Dmitry Rogozin, s'est dit intéressé par le projet américain de création de la plate-forme orbitaleorbitale lunaire. Baptisé Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G), cet avant-poste sera installé sur une orbite NRHO (Near Rectilinear Halo Orbit) à proximité de la Lune, à l'horizon 2026.
Bien qu'à ce jour seules les agences spatiales canadiennes et européennes ont rejoint ce projet de la Nasa, les Russes sont évidemment les bienvenus. D'ailleurs, lors du 68e congrès international d'astronautiqueastronautique, qui s'est tenu à Adélaïde en Australie en septembre 2017, la Nasa et Roscosmos avaient signé une déclaration commune reflétant l'intention des deux agences à collaborer pour mettre en œuvre des initiatives d'exploration spatiale, dont ce fameux avant-poste lunaire.
Depuis, les relations, déjà exécrables, entre les États-Unis et la Russie, ont certes continué de se dégrader mais, étonnement, la coopération spatialecoopération spatiale entre les deux super-puissances, bien qu'elle soit officiellement réduite au stricte minimum, se porteporte pas trop mal. La Nasa et les autres agences spatiales ont évidemment tout intérêt à ce que la Russie participe à ce projet, dans un cadre similaire à celui qui a permis à la Station spatiale internationale de devenir le succès politique et technologique sans précédent que l'on connaît. Pour des raisons géopolitiques, de coûts et de logistiques.
La Lune au programme de la Russie
Pour l'instant, il est trop tôt pour savoir comment pourrait se matérialiser une participation russe à cet avant-poste. Il faut savoir que la Russie a un ambitieux programme d'exploration robotique et humain de la Lune avec, comme point d'orgue, l'atterrissage d'une mission habitée à l'horizon 2030 mais aussi le projet d'une station lunaire similaire en taille à l'avant-poste lunaire de la Nasa. Or, pour d'évidentes raisons de coûts, la Russie a aussi tout intérêt à internationaliser ce programme. D'ailleurs, l'ESA y participe déjà. Elle est impliquée dans trois missions robotiques russes à destination de la Lune !
Ce qui peut freiner, voire empêcher la Russie à rejoindre le projet, c'est la décision de la Nasa d'imposer les normes américaines à la réalisation de cet avant-poste. En effet, en raison de la petite taille de la structure et du faible nombre de modules prévus, il aurait été aberrantaberrant d'utiliser autant de normes de construction et d'utilisation qu'il y a de partenaires, comme c'est le cas sur l'ISS où cohabitent les normes américaines, russes et européennes.
Et c'est là que le bât pourrait blesser. Rogozin a déclaré que la Russie ne pourrait pas participer au projet à des conditions subordonnées aux seules décisions de la Nasa.
Après l'ISS : l'ESA veut être présente sur la petite station spatiale internationale près de la Lune
Article de Rémy Decourt publié le 05/09/2018
L'Agence spatiale européenneAgence spatiale européenne a donné le coup d'envoi de sa participation à la future station spatiale à proximité de la Lune en signant, avec Thales Alenia Space, les premiers contrats portant sur l'étude de deux éléments que réalisera l'Europe pour ce poste avancé. Cette étude va permettre à l'ESA de présenter le dossier de demande de financement aux États membres, lors de la conférence ministérielle de 2019. Franco Fenoglio, le directeur des activités du transport spatial chez Thales Alenia Space et Xavier Roser, responsable des activités service en orbite, également chez Thales, nous expliquent ces deux éléments.
Pour succéder à la Station spatiale internationale et préparer les premières missions humaines à destination de Mars, la Nasa, l'ESA et les autres membres de l'ISS ont décidé d'envoyer une station spatiale sur une orbite cislunaire. Baptisé Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G), cet avant-poste sera utilisé comme zone de transittransit pour l'exploration et l'étude de l'espace lointain et servira de point de départpoint de départ pour les missions habitées autour de la Lune, à destination de Mars et ses lunes, ainsi que vers des astéroïdes. À la différence de la Station spatiale internationale (ISS), occupée en permanence par un équipage de six astronautes, cet avant-poste ne sera pas habité en permanence mais visité selon les besoins pour des périodes d'environ 30 à 40 jours. Il pourra abriter un équipage de quatre personnes, ce qui correspond aux capacités de transport du véhicule Orion de la Nasa.
Une station pour préparer les prochaines étapes de l'exploration
Cet avant-poste sera installé sur une orbite NRHO (Near Rectilinear Halo Orbit) dans le système Terre-Lune, ni circulaire ni elliptique, et liée aux points de Lagrange L1 et L2. Cette position, à proximité de la Lune, offre suffisamment d'orbites stables et proches de la Terre pour permettre une rentrée relativement rapide en cas d'urgence. Elle se situe aussi dans un environnement spatial représentatif de l'espace profond. C'est un bon compromis trouvé entre proximité de la Terre et de la Lune, banc d'essai pour les technologies d'exploration et station d'assemblage pour les futurs véhicules de transport qui feront le long trajet vers Mars, par exemple.
Le premier élément sera lancé à l'horizon 2022-2023 ; le LOP-G devrait être achevé en 2026-2027 pour une durée de vie contractuelle d'au moins 15 ans. La plupart des éléments seront lancés par le lanceur SLS (Space Launch System) de la Nasa, comme les vols habités de la capsule OrionOrion. Des lancements commerciaux sont également prévus, notamment des cargos pour des services logistiques (nourriture, eau, pièces, etc.).
Bien que la participation de l'Agence spatiale européenne à cet avant-poste sera décidée fin 2019, lors de la session de son conseil au niveau ministériel, l'ESA vient de signer avec Thales Alenia Space les contrats pour les études de conception préliminaire du sas scientifique Esprit et du module I-HAB, deux éléments du programme LOP-G. Cette phase, A/B1 dans le jargon de l'ESA, est très importante. Elle va permettre à l'ESA de présenter le dossier de demande de financement aux États membres à la ministérielle de 2019.
- Esprit est un petit sas scientifique. Il comprend des systèmes de stockage et de ravitaillement en propergolpropergol (XénonXénon et HydrazineHydrazine) de l'élément de propulsion électrique (premier élément américain du LOP-G), des systèmes de communication avec la lune, des points d'interface pour les charges utiles externes et un sas pour déployer des charges utiles scientifiques.
- I-HAB est un module pressurisé de sept mètres de long avec un diamètre de 4,5 mètres. Il est doté de fonctions d'habitabilité et de maintien de la vie, offrant des capacités d'amarrage pour fournir des interfaces et des ressources aux véhicules de passage.
Pour l'instant, il s'agit d'études de « faisabilité et de définition des données techniques qui doivent aboutir à une conception préliminaire des deux éléments », nous explique Franco Fenoglio, le directeur des activités du transport spatial habité chez Thales Alenia Space Italie. Cette phase permet de fixer les « principales options techniques, le plan de développement et les coûts ainsi que les cahiers des charges des sous-systèmes et des équipements ». Elle permet aussi de finaliser le choix de l'équipe industrielle. Cette phase, sanctionnée par une Preliminary Design Review, est prévue pour durer jusqu'à l'automneautomne 2019, date à laquelle l'ESA « décidera, lors de la conférence ministérielle de fin 2019, si elle finance la construction de ces deux éléments ».
« L'héritage de la Station spatiale sera très présent dans la réalisation du module d'habitation I-HAB », tient à préciser Franco Fenoglio et de rappeler que Thales Alenia Space est le « deuxième fournisseur de modules de l'ISS après Boeing ». Les développements antérieurs de Thales Alenia Space pour la Station spatiale vont donc « servir de point de départ pour la réalisation des éléments de cette station lunaire », compléter des besoins particuliers et propres au programme du LOP-G.
Un des challenges les plus importants est « la réduction de la masse ». Ces gains de masse sont « très recherchés, car il est bien plus cher de transférer 1 kg en orbite lunaire que sur l'orbite basse de l'ISS ». Mais, comme autour de la lune il n'y a pas de débris, il « est possible de jouer sur l'épaisseur des matériaux et sur les parties qui vont servir au docking qui seront plus petites donc plus légères ». La navette américaine n'étant plus en service, il sera également nécessaire de « tenir compte des performances et des aptitudes du SLS de la Nasa qui sera utilisé pour lancer les éléments du LOP-G ». La masse au lancement des éléments du LOP-G devra être aussi faible que possible, ce qui impliquera d'utiliser des « structures plus légères, tant pour les coques de pressionpression, par exemple en réduisant leur épaisseur, que pour les structures secondaires internes qui permettront d'accueillir les équipements ».
Cela explique pourquoi la masse du module d'habitation I-HAB, inspiré « pour la forme et la masse des nœudsnœuds de jonction (les nodesnodes), et que nous avons réalisé pour l'ISS », sera inférieure à neuf tonnes maximum, contre 14 tonnes pour le module de jonction numéro 3. Autre contrainte forte, l'architecture de ce module devra être d'une très grande fonctionnalité et tenir compte de « solutions d'hébergement favorisant des intérieurs habitables plus confortables ». Si l'ISS dispose de plusieurs modules offrant la « possibilité de se déplacer, de livrer et travailler dans chacun d'eux », le LOP-G sera plus petit. Il est donc important de se concentrer sur les aspects « facteurs humains » et être en mesure de « fournir plus de pièces habitables », et de, déjà, préparer les « futurs modules qui feront ensuite partie du long voyage vers Mars » dans lesquels l'équipage restera dans le même module jusqu'à 1.000 jours. D'où la nécessité de commencer à concevoir des « modules plus confortables pour l'équipage, dans des espaces plus restreints auxquels les astronautes sont habitués ».
Quant au sas scientifique Esprit, que l'on peut pressuriser et dépressuriser, son but est de récupérer des charges utiles ou d'expériences qui arriveraient à la station par des cargos pressurisés et de les installer à l'extérieur de la station grâce au bras robotique qui sera fourni par le Canada. Il « fonctionne un peu comme un tube à torpilletorpille », nous explique Xavier Roser, responsable des activités service en orbite chez Thales Alenia Space. Ce sas combine essentiellement des fonctions qui s'appuient sur un « héritage des modules pressurisés réalisés par Thales Alenia Space pour l'ISS ».
Esprit est également équipé de « sous-systèmes de propulsion, d'avionique et de télécommunications interplanétaires pour permettre les communications entre la terre, la lune et la station » qui eux sont l'héritage de briques technologiques développées pour l'orbiter TGO de la mission ExoMars 2016ExoMars 2016, également développé par Thales Alenia Space.
Après l'ISS, une petite station spatiale internationale près de la Lune
Article de Rémy Decourt publié le 30/04/2018
La Nasa veut reconquérir la Lune et envoyer des humains sur Mars. Le budget 2019 permet de passer les premières commandes à l'industrie dès l'an prochain avec l'objectif de lancer en 2022 le premier élément de cette station spatiale, qui sera plutôt, en fait, un poste avancé d'exploration. Quant au rôle de l'Agence spatiale européenne, Bernardo Patti, le directeur de l'exploration, nous l'explique..
Aux États-Unis, le regain d'intérêt pour la Lune se confirme. Poussée par l'administration Trump et un bon budget, la Nasa vient d'annoncer que les premiers contrats pour le futur poste avancé lunaire de l'exploration seraient signés dès 2019. Ces premiers contrats concerneront des équipements nécessaires aux futurs modules de ce poste avancé.
Cet avant-poste de l'exploration situé à proximité de la Lune, récemment rebaptisé Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G), sera utilisé comme zone de transit pour l'exploration et l'étude de l'espace lointain. Il servira de point de départ pour les missions habitées autour de la Lune, à destination de Mars et ses lunes, ainsi que vers des astéroïdes. On notera que la Nasa n'a pas explicitement parler d'envoyer des humains sur la Lune.
Ce poste avancé est dimensionné pour un équipage de quatre personnes -- la capacité de transport du véhicule Orion -- pour des séjours de trois mois maximum, du moins au début de l'utilisation de cette structure. Des durées plus longues sont envisagées mais elles dépendront des réponses apportées au problème des radiations et du ravitaillement en fret des équipages à bord.
À proprement parler, ce ne sera pas une station spatiale, mais plutôt un vaisseau qui aura la capacité de naviguer. Cet avant-poste orbital permettra de « voir comment il peut supporter des missions lunaires robotiques et habitées et nous aidera à développer un véhicule pour explorer Mars avec des humains », nous expliquait en septembre 2017 Frank De Winne, conseiller auprès du directeur des vols habités et des opérations à l'ESA et directeur du Centre européen des astronautes.
Cet avant-poste sera installé sur une orbite NRHO (Near Rectilinear Halo Orbit), un type d'orbite de halo dans le système Terre-Lune, ni circulaire ni elliptique, et lié aux points de Lagrange L1 et L2. Si le deltadelta V pour aller s'amarrer à cette station n'est pas très intéressant, une telle orbite a néanmoins plusieurs atouts. D'abord, elle est stable, toujours exposée au SoleilSoleil et visible en permanence depuis la Lune et la Terre, ce qui facilitera les communications. À plus long terme, cette orbite pourrait aussi servir pour des télescopes spatiaux de grandes dimensions, pour transmettre, relayer des informations, etc. C'est donc un pari sur l'avenir.
L’ESA sera présente sur cet avant-poste
La participation de l'Agence spatiale européenne à cet avant-poste « sera décidée fin 2019, lors de la session du Conseil de l'ESA au niveau ministériel », nous explique Bernardo Patti, le directeur des programmes d'exploration à l'ESA. L'accord trouvé avec la Nasa « sur le rôle que pourrait jouer l'ESA et sur ce qu'elle pourrait fournir sera proposé à nos États membres lors de cette session ».
Cet accord porte sur « la fourniture d'un certain nombre de modules de service pour le véhicule Orion ainsi que de deux éléments majeurs de ce poste avancé : le module d'habitation et le module Esprit ». Esprit est « un module non pressurisé qui abritera les servitudes de communication avec la Lune, la Terre et les véhicules en approche ». Il embarquera aussi les réservoirs de xénon et d'hydrazine. Il sera également équipé « d'un sas, mais pas pour les astronautes ». Ce passage sera seulement utilisé pour le transfert d'expériences scientifiques ou de démonstrations technologiques de la partie pressurisée du poste avancé à la partie non pressurisée.
Quant au module d'habitation, baptisé International Habitation Module, l'ESA sera « le maître d'œuvre et l'intégrateur des différents équipements que fourniront les autres partenaires du programme ». Le mécanisme européen d'amarrage IBDM (International Berthing and Docking Mechanism) « sera proposé à la Nasa ». Ce système d'amarrage a la particularité d'être le premier conçu selon des standards communs à toutes les agences spatiales partenaires du programme de l'ISS, de sorte de disposer d'une interface d'amarrage commune, ce qui n'est pas le cas aujourd'hui. Il équipera la version cargo et habitée du Dream Chaser.
La participation de l'ESA à cette station spatiale se fera selon « un schéma différent de celui de la Station spatiale internationale ». Aujourd'hui, le financement de l'utilisation de la Station se fait dans le cadre du « barter agreement », un système mis en place par les partenaires de l'ISS où chacun finance sa part de l'utilisation de la Station par la fourniture d'un service du même montant que sa contribution. Jusqu'en 2017, l'ESA s'est acquittée de ses charges avec les missions de l’ATV. Pour la période 2017-2020, l'ESA s'acquitte de son « loyer » auprès de la Nasa en finançant à hauteur de 450 millions d'euros le développement du module de service du futur véhicule d'exploration spatiale de la Nasa.
Dans le cadre du LOP-G, pas de loyer à payer : « l'ESA devient actionnaire de la structure en quelque sorte ». Concrètement, chaque partenaire apporte une contribution et sur la « base de cette contribution a droit en retour à des bénéfices qui peuvent être des vols et des séjours d'astronautes, des créneaux d'amarrages ou d'utilisation des installations par exemple ».
Après l'ISS, la Nasa envisage une station spatiale près de la Lune
Article de Rémy Decourt publié le 18/09/2017
Pour préparer l'exploration humaine de la Lune, de Mars, voire d'un astéroïde, les partenaires de la Station spatiale internationale (ISS) réfléchissent à envoyer un avant-poste à proximité de la Lune. Ce Deep Space Gateway serait davantage un véhicule qu'une station spatiale. Les explications avec Frank De Winne, ancien astronaute de l'Agence spatiale européenne (ESA) et directeur du Centre européen des astronautes.
Près de vingt ans après le lancement du premier module de la Station spatiale internationale (ISS), Zarya, en novembre 1998, l'Agence spatiale européenne (ESA) et les autres partenaires du programme réfléchissent à des projets pour succéder à cette station située à 400 kilomètres d'altitude et qui a si bien rapproché les communautés de scientifiques et d'ingénieurs de nombreux pays.
« Avec tous les partenaires, nous regardons comment, dans un futur proche, nous pourrons desservir l'orbite basse et au-delà », nous explique Frank De Winne, conseiller auprès du directeur des vols habités et des opérations à l'ESA et directeur du Centre européen des astronautes. L'idée qui prévaut aujourd'hui, c'est une « passerellepasserelle vers l'espace profond [Deep Space Gateway, en anglais] ».
Ce ne sera pas une station spatiale, mais plutôt un « véhicule qui aura la capacité de naviguer ». Cet avant-poste orbital permettra de « voir comment ce véhicule peut supporter des missions lunaires robotiques et habitées et nous aidera à développer un véhicule pour explorer Mars avec des humains ». Il sera installé à proximité de la Lune, sur une orbite qui n'est pas encore précisée.
Le Deep Space Gateway, un avant-poste de l'exploration spatiale
Cette passerelle vers l'espace profond n'est pas un programme officiellement approuvé. Pour l'instant, « il s'agit seulement d'études très préliminaires ». Les équipes de l'ESA travaillent autour d'une configuration minimale et très basique composée de trois modules avec un diamètre identique à celui de l'ISS (4,5 mètres) : on comptera « un module de vie, un de service et le module de propulsion qui sera électrique ». Ce futur véhicule sera doté d'au moins deux ports d'amarrage utilisant « un standard commun à toutes les agences spatiales partenaires du programme de l'ISS pour l'amarrage des véhicules spatiaux ». L'ESA pourrait proposer le port d'amarrage standardisé qu'elle développe actuellement avec la société belge QinetiQ Space NV. Ce standard (International Docking System Standard ou IDSS) devrait également être adopté par la Russie et le secteur privé, ce qui laisse penser qu'il deviendrait une norme internationale. Enfin, ce véhicule sera desservi par le vaisseau Orion, de la Nasa, « auquel l'ESA participe en fournissant le module de service » et qui pourra transporter quatre astronautes. La capacité d'hébergement du Deep Space Gateway sera également de quatre astronautes puisqu'il sera « dimensionné selon les capacités de transport du véhicule Orion ».
D'une masse totale de moins de 20 tonnes, à comparer avec les 400 tonnes de l'ISS, ce Deep Space Gateway pourrait être « assemblé en orbite en seulement quatre lancements ». La construction de cet avant-poste de l'exploration pourrait débuter dans « la première partie des années 2020 », ce qui nécessiterait que les ministres des États membres de l'ESA « autorisent [cette dernière] à participer à ce programme » lors de la session du conseil de l'ESA au niveau ministériel qui se réunira en 2019.
Ce programme sera international. Pour l'instant, l'ESA n'a pas encore décidé quel sera « son rôle [...] mais différentes options sont à l'étude ». L'agence a montré son intérêt pour la « propulsion électrique, les systèmes de support de vie et les télécommunications ». Forte d'un héritage significatif, avec des programmes emblématiques du savoir-faire de l'industrie spatiale européenne (comme « le module ColumbusColumbus, le Spacehab des navettes ou encore le véhicule automatique ATV »), l'ESA voudra « capitaliser sur ce qu'elle sait faire ».
L'avenir incertain de l'ISS
Quant à la Station spatiale internationale, sa « fin de vie est prévue en 2024, voire 2028 ». Les partenaires du programme n'ont évidemment pas l'intention de quitter l'orbite basse et tous « ont la volonté d'y maintenir une présence humaine ». Là aussi, plusieurs scénarios sont à l'étude, dont une « extension de la Station qui pourrait se faire dans le cadre d'un partenariat avec le secteur privé ».
Comme la Nasa, l'ESA est prête à accompagner la « commercialisation de l'orbite basse de façon à stimuler son secteur industriel spatial ». Elle n'exclut pas non plus d'utiliser des services privés pour le ravitaillement de ce Deep Space Gateway. « Nous serons ouverts aux meilleures options qui se présenteront à nous le moment venu. »
Après-ISS : une future station proche de la Lune ?
Article de Rémy Decourt publié le 16/09/2016
Que feront les agences spatiales partenaires de l'ISS quand la Station, en fin de service, sera précipitée dans l'atmosphèreatmosphère, vraisemblablement d'ici 2028 ? Toutes veulent poursuivre une collaboration du même genre, qui a si bien rapproché les communautés de scientifiques et d'ingénieurs de nombreux pays. L'une des hypothèses est celle d'une autre station, peut-être en orbite lunaire, qui servirait à des explorations lointaines et à des activités permanentes, services d'entretien des engins spatiaux ou séjours touristiques...
Depuis quelques années, les discussions s'intensifient sur les projets qui succéderont à la Station spatiale internationale. L'idée est moins de définir une feuille de route que d'étudier la meilleure façon d'utiliser les ressources financières des agences spatiales de ce programme historique quand il aura pris fin. Dix-huit ans après le lancement du premier module, Zarya, en novembre 1998, il est prévu de la désorbiter en 2024, voire 2028. Les partenaires du programme ont donné leur accord pour l'exploiter jusqu’en 2024, à l'exception de l'Agence spatiale européenne qui se prononcera en décembre, lors de la prochaine session de son Conseil ministériel.
La Station n'est peut-être pas une grande réussite scientifique mais, depuis 2012, elle offre une grande partie du potentiel pour lequel elle a été conçue. Cette réalisation internationale est avant tout un succès politique et technologique sans précédent. Initié pendant la guerre froide, ce projet a permis aux États-Unis de ravir aux Russes la première place dans le domaine de l'exploitation de l'orbite basse terrestre et de maintenir à flot des pans entiers de l'industrie spatiale russe. Techniquement, c'est également un exemple unique et réussi d'une coopération internationale qui a permis le rapprochement de méthodes de travail et de normes très différentes.
Depuis la Lune vers Mars
Malgré les tensions politiques entre la Russie et les autres nations, la coopération entre agences spatiales se porte bien. Récemment, la Nasa et Roscosmos se sont réunies pour discuter de l'avenir de ce programme et la suite à lui donner. Et les idées ne manquent pas. Dans le privé comme dans le public, on travaille sur cette nouvelle conquête de l'espace et chacun échafaude sa stratégie et ses scénarios de missions, comme Elon MuskElon Musk qui promet une colonisation de Mars.
Parmi les hypothèses étudiées, l'un se détache du peloton : installer à proximité de la Lune une station spatiale qui pourrait servir de plateforme à l'exploration de notre satellite naturel mais aussi de tremplin pour des missions habitées à destination de Mars ou d'astéroïdes. Cette station s'apparenterait donc davantage à un poste avancé de l'exploration. Elle sera dotée de ports d’amarrage répondant à un même standard international, ce qui lui permettra d'accueillir les véhicules spatiaux de tous les pays. Elle servira à la maintenance des modules et véhicules orbitaux, l'assemblage et la réparation des véhicules qui s'en iront au-delà de la Lune. Un segment de cette station pourrait être réservé au secteur privé pour la commercialisation d'activités scientifiques, de recherche et de tourisme spatialtourisme spatial.
L'ESA imagine un hub spatial
Absente de cette réunion, l'Agence spatiale européenne a également son idée sur ce sujet. Elle étudie l'intérêt d'une station spatiale habitable, de plus petites dimensions que l'ISS et située au point de Lagrange L2point de Lagrange L2 du système Terre-Lune. Desservie par le véhicule habité Orion de la Nasa, auquel l'ESA participe en fournissant le module de service, elle ne serait pas occupée en permanence.
Cette station lointaine serait habitée par des astronautes pour des durées qui resteraient limitées dans un premier temps. Elle pourrait par exemple être utilisée pour télé-opérer des missions robotiques à la surface de la Lune. Cette halte pourrait également servir lors de transits de retours d'échantillons prélevés dans le Système solaireSystème solaire avant d'être descendus sur Terre. Elle serait aussi une sorte de « hubhub » pour les astronautes qui se rendraient sur la Lune.
