Mission Artemis : à quoi pourrait ressembler le futur véhicule de transport vers la Lune

L'Agence spatiale européenneAgence spatiale européenne veut jouer un rôle moteur dans la conquête de la Lune et ses environs. Principale partenaire de la Nasa dans la constructionconstruction du GatewayGateway en réalisant les modules Esprit et I-HA, l'ESA fournit également le module de service du véhicule OrionOrion de la Nasa. Mais elle a aussi pour ambition de se doter d'un alunisseur logistique lourd européen (European Large Logistics Lander, EL3) ainsi que d'un véhicule de transfert polyvalent cislunaire pour ravitailler le Gateway, s'appuyant sur l'héritage des modules de service d'Orion et de l'ATV.

L'ESA qui souhaite se doter de capacités suffisantes pour mener ses propres missions en toute autonomieautonomie (comprenez sans dépendre du bon vouloir de la Nasa), a trouvé avec l'atterrisseur lunaire polyvalent EL3 et le croiseur lunaire de transfert cislunaire, deux concepts intéressants. Notamment parce qu'ils permettent une grande variété de missions et, concernant le CLTV (Cis-Lunar Transfer Vehicle), il peut être utilisé pas seulement à destination de la Lune. En janvier, l'Agence spatiale européenne a donc signé deux contrats d'étude avec Thales Alenia Space et Airbus pour valider le concept de ce véhicule de transfert polyvalent cislunaire CLTV.

Le CLTV, un véhicule logistique polyvalent

Avec ce CLTV, l'Europe pourrait se doter d'un véhicule spatial capable de faire la navette entre l'orbite terrestre et la Lune pour contribuer à la logistique du Gateway avec une capacité d'emport non négligeable de plus de 4,5 tonnes jusqu'au Gateway. Cet ATV lunaire pourrait fournir, par exemple, un soutien opportun et efficace à la Nasa et à l'ESA dans la mise en œuvre des futures missions lunaires Artemis, voire être une alternative crédible au SLS (Space Launch System) et autres lanceurs commerciaux en particulier pour ce qui concerne toutes les missions de logistique, comme le transfert de fret, l'assemblage en orbite, le retour d'échantillons, de l'orbite terrestre basse à l'espace cislunaire. Par ailleurs, la polyvalence de CLTV lui permettra également de soutenir des missions d'infrastructure orbitale post-ISSISS en orbite terrestre basse ainsi que des missions dans le domaine des services aux satellites géostationnairessatellites géostationnaires. 

Vous l'aurez compris, il ne s'agit pas d'un véhicule conçu pour le transport d'équipage mais d'un véhicule logistique polyvalent pouvant être utilisé dans le cadre de différentes missions d'exploration spatiale, de l'orbite terrestre basse à l'environnement cislunaire et lunaire. Ce véhicule sera lancé par une Ariane 6, voire un lanceurlanceur Vega CVega C en cas de lancement multiple. Premier vol en 2027.

Cela dit, ce n'est seulement que lors de la prochaine réunion du Conseil des ministres de l'ESA, actuellement prévue fin 2022, que les États membres décideront du sort des projets EL3 et CLTV, soit en finançant un seul des deux ou les deux, voire en les abandonnant, ce qui paraît peu probable.

Concept de véhicule de transfert cislunaire dérivé de l'ATV, pour ravitailler le Gateway, étudié par Airbus. © Airbus

Federico Massobrio, responsable des avant-projets dans le domaine de l'exploration chez Thales Alenia Space dont l'entreprise a remporté un contrat d'étude pour le CLTV, nous apporte des précisions.

Quelles sont vos idées générales, en matière d’architecture (forme) et caractéristiques (longueur, largeur, masse, capacité de transport de carburant, panneaux solaires…) ?

Federico Massobrio : Le véhicule est censé être très flexible au regard de la grande variété de missions qu'il aura à accomplir : ravitaillement logistique des modules pressurisés de la station spatialestation spatiale cislunaire LOP-G (Lunar Orbital Platform - Gateway), ravitaillement en ergolsergols, transport d'infrastructures en orbite terrestre basse (LEOLEO) et missions potentiellement complémentaires aux atterrisseurs lunaires. Par conséquent, les ressources du système et les capacités de transport associées dépendront pour beaucoup de sa destination finale.

Ce véhicule utilisera-t-il une version modifiée du module de service d’Orion (ESM) ou bien préférez-vous proposer à l’ESA un véhicule avec un module de service très différent de celui d’Orion ?

Federico Massobrio : Compte tenu du fait que l'ESM est spécifiquement intégré au composite Orion conçu pour être lancé à bord du SLS, avec un moteur principal fourni par les États-Unis, un dérivé direct de l'ESM est difficilement envisageable. Toutefois, des solutions européennes innovantes doivent être identifiées pour fournir à l'ESA un véhicule logistique et utilitaireutilitaire compétitif.

Ce véhicule ressemblera-t-il à un cargo Cygnus propulsé par un module de service ?

Federico Massobrio : Pour la mission cargo pressurisée, les composantes les plus appropriées seront analysées et sélectionnées en fonction des exigences en matièrematière d'environnement, interface et habitabilité, de duréedurée de vie et coûts supportables. Cygnus n'est qu'une des solutions les plus prometteuses actuellement à l'étude.

Concept de croiseur lunaire pour desservir l'orbite basse, le Gateway ou la Lune. © Airbus

Si la partie cargo de ce véhicule sera dérivée d’un module Cygnus, quelles seront les améliorations nécessaires (diamètre, dimension, radiations, micrométéorites...)  ?

Federico Massobrio : Tout dépendra de la mission visée - si elle concerne l'orbite basse ou la LOP-G - ainsi que de sa durée et de son habitabilité. Quelle que soit la formule finale retenue, une approche modulaire permettra d'accomplir différentes missions avec un minimum de changements.

Le système d’amarrage sera-t-il le mécanisme d’amarrage conçu autour d'un standard universel IBDM de l’ESA ?

Federico Massobrio : Là aussi, tout dépendra de la cible (LEO, LOP-G, ou autre) et du type de fret (marchandises, ergols, infrastructures).

Ce véhicule passera-t-il « sa vie » dans l’espace ou bien retournera-t-il sur Terre de temps en temps ?

Federico Massobrio : Pour l'instant, une version réutilisable du CLTV n'est pas envisagée, sauf si un véhicule de rentrée dérivé du Space Rider est jugé potentiellement intéressant en matière de véhicule de transport.

Peut-on envisager un module de transport de fret/marchandises qui serait lancé en orbite puis un module de service pour le récupère et l’amener au Gateway ?

Federico Massobrio : Un scénario de lancement multiple est en effet à l'étude pour améliorer les capacités actuelles des lanceurs européens, mais se posera également la question des coûts et des opportunités commerciales.

Un dérivé de ce véhicule (tout, une partie ou quelques éléments) peut-il servir à d’autres projets en développement, par exemple le SpaceRider et les services en orbite ?

Federico Massobrio : La logistique spatiale, le ravitaillement en ergols, l'assemblage en orbite et l'OOS (on-orbit services) font assurément partie des projets spatiaux de prochaine génération. C'est pourquoi de futures synergiessynergies dans ces domaines seront activement recherchées dans l'avenir proche.