Pour la première fois depuis plus de 50 ans, les humains sont sur le point de retourner sur la Lune. La mission Artemis II s'apprête à être lancée dès le 6 mars pour amener quatre astronautes en boucle autour de la Lune, ce qui marque le point le plus proche de notre satellite naturel depuis le retour des astronautes d'Apollo 17 sur Terre en 1972.
« Cela fait si longtemps que nous entendons : « Nous retournons sur la Lune » », déclare la planétologue Marie Henderson du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland. Désormais, cette génération de scientifiques lunaires peut faire partie de l'action.
À l'origine, la NASA avait prévu de lancer Artemis II dès le 6 février. Mais après qu'une répétition générale « humide » le 2 février ait identifié une fuite dans le système de remplissage des réservoirs de la fusée avec du propulseur à hydrogène liquide, la NASA a décidé de repousser le lancement au mois de mars pour laisser le temps de procéder à des tests supplémentaires et à une autre répétition générale.
Artemis II n'atterrira pas réellement sur la lune. C'est une tâche pour les futures missions Artemis, dont les détails sont encore en cours de définition.
Cela signifie que cette mission est plus analogue à Apollo 8 de 1968, qui était la première fois que des humains tournaient autour de la Lune. Comme Apollo 8, Artemis II est avant tout une démo technologique, visant à tester les systèmes nécessaires pour maintenir les humains en vie dans l'espace lointain et éventuellement les faire atterrir sur la lune. La science joue toujours un rôle.
« L’objectif principal [for Apollo 8] « Bien qu'il y ait de la science ici, l'objectif principal du programme est de tester les systèmes pour s'assurer qu'ils sont prêts pour une exploration future. »
Mais la science est intégrée à Artemis II d'une manière dont Apollo 8 ne pourrait même pas rêver, de la technologie que les astronautes peuvent utiliser à la formation scientifique des astronautes en passant par l'architecture même de la salle de contrôle. Cette fois, dit Henderson, « la science et l’exploration vont de pair ; nous ne pouvons pas faire l’une sans l’autre ».
Artemis II sera la première fois que des humains voleront dans la capsule spatiale Orion de la NASA, qui a fait le tour de la lune avec des mannequins à bord en 2022 dans le cadre d'Artemis I. Les quatre astronautes — Reid Wiseman, Victor Glover et Christina Koch de la NASA, et l'astronaute canadien Jeremy Hansen — lanceront la fusée Space Launch System de la NASA. Une fois en orbite, la capsule Orion se séparera de ses moteurs, fera deux fois le tour de la Terre pour s'assurer que tout fonctionne comme prévu, puis lancera ses fusées pour pousser le vaisseau spatial sur une trajectoire lunaire en forme de 8. L'ensemble du voyage devrait durer 10 jours et pourrait parcourir environ 400 000 kilomètres de la Terre, soit plus loin que n'importe quel humain auparavant.
L’objectif global du programme Artemis est de jeter les bases d’une présence humaine à long terme sur la Lune et, à terme, de préparer les missions humaines vers Mars.
À cette fin, une grande partie des travaux scientifiques menés dans le cadre de la mission utiliseront les astronautes comme sujets. Les astronautes porteront des bracelets pour surveiller en permanence leurs mouvements, leur sommeil et leur niveau de stress. Ils transporteront des capteurs de rayonnement dans leurs poches pour recueillir des données sur le nombre de particules de haute énergie potentiellement nocives auxquelles ils sont exposés lorsqu'ils ne sont pas protégés par le champ magnétique terrestre.
Les astronautes collecteront des échantillons de salive dans de petits carnets de timbres pour suivre les changements dans les biomarqueurs immunitaires avant, pendant et après le vol. Et le vol transportera de petites puces qui ressemblent à des clés USB contenant des cellules développées à partir du sang des astronautes. Cet « organe sur puce » est censé imiter la moelle osseuse des astronautes, qui crée les cellules immunitaires qui maintiennent les astronautes en bonne santé dans l'espace. De retour sur Terre, les chercheurs étudieront comment les gènes présents dans les cellules ont changé à la suite d'un vol spatial.
La lune elle-même est également une étoile de la mission. Artemis II pourrait être la première fois que des yeux humains apercevront la face cachée de la Lune.
Les yeux humains ont vu des images de la face cachée de la Lune, comme celles prises par le Lunar Reconnaissance Orbiter, qui orbite autour de la Lune depuis 2009. La mission chinoise Chang'e-6 a ramené les premiers échantillons de la face cachée en 2024. Artemis I a également jeté un coup d'œil à la face cachée.
Avec toutes ces données robotiques, on pourrait penser qu’il ne reste plus grand-chose à ajouter aux humains. Mais les yeux humains peuvent capter des nuances que les caméras ne peuvent pas capter, explique Henderson. L'équipage d'Artemis peut remarquer des changements rapides, comme l'éclair d'une météorite créant un nouveau cratère. Les astronautes pourront observer le même endroit sous différents angles et dans différentes conditions d’éclairage au cours du survol, donnant ainsi une impression de profondeur et d’espace 3D qu’il faudrait des mois aux caméras pour créer. Et les humains ont une sensibilité aux couleurs différente de celle des appareils photo. Henderson note que les astronautes d'Apollo 17 ont repéré de la terre orange depuis l'orbite, ce qui les a aidés à choisir un site d'atterrissage. Il a été déterminé plus tard que des échantillons de ce sol étaient des morceaux de roche volcanique ayant éclaté il y a 3,6 milliards d'années.
Mais contrairement à Apollo 8, qui a fait 10 fois le tour de la Lune avant de revenir sur Terre, les astronautes d'Artemis II n'auront que quelques heures frénétiques pour observer la Lune de près sur leur unique boucle.
Heureusement, les astronautes eux-mêmes ont reçu une formation scientifique plus poussée que celle d'Apollo 8. La plupart des premières missions Apollo incluaient tous les pilotes de chasse. L’équipage d’Apollo 8 a étudié autant que possible la géologie lunaire. Mais la mission a été planifiée rapidement et ils avaient bien d’autres choses à faire.
« Apollo 8 était une mission très technique et opérationnellement difficile avec un calendrier très serré pour la planification de la mission scientifique », a écrit Richard Allenby, directeur de la NASA Manned Space Science, dans un rapport de 1969 sur les photographies et les observations visuelles d'Apollo 8. « Le fait qu'un plan scientifique valable ait été généré est un hommage aux scientifiques associés à la mission. »
Les missions Apollo ultérieures, en particulier les trois dernières, comprenaient une planification scientifique plus délibérée. « De nombreux objectifs scientifiques ont évolué au milieu des années 1960 », explique Muir-Harmony. À partir d’Apollo 15, « les astronautes reçoivent une formation assez incroyable en géologie », dit-elle. « Une grande partie de cette science importante s'est déroulée dans les missions Apollo ultérieures, après que certains des objectifs techniques aient déjà été atteints. »
Les astronautes d'Artemis II se préparent à la fois aux tests techniques et aux observations scientifiques. L’équipage a suivi une formation en classe, des « devoirs sur la lune » réguliers et des expéditions sur le terrain dans des endroits sur Terre qui ressemblent à un terrain lunaire, comme l’Islande et l’Arizona. L'équipage et l'équipe scientifique ont également effectué plusieurs simulations pratiques dans lesquelles l'équipage a regardé par la fenêtre d'une capsule Orion de remplacement une carte lunaire de remplacement, qui était parfois une énorme lune gonflée suspendue à une grue.
Ces exercices sont conçus pour aider l'équipage à s'assurer que ses descriptions du paysage sont scientifiquement utiles. Ils décriront des éléments tels que la couleur, la forme des caractéristiques, les textures et tout ce qu'ils remarqueront. Dans une simulation pratique, l'un des membres de l'équipage a décrit une caractéristique comme ressemblant à un baiser, explique Henderson.
«Nos astronautes sont eux-mêmes des scientifiques», déclare Henderson. En plus de leur formation en géologie, Hansen est titulaire d'une maîtrise en physique et Koch a effectué des travaux scientifiques à distance sur le terrain dans l'Arctique et l'Antarctique avant de devenir astronaute. «Nous les considérons comme une extension de notre équipe scientifique», explique Henderson. « Je pense que cela augmentera le rendement scientifique. Au lieu de petits morceaux ici et là que nous pouvons extraire, nous savons que nous aurons un énorme ensemble de données scientifiques dans lesquelles nous pourrons nous plonger. »
Henderson est responsable adjointe des sciences lunaires pour Artemis II, un travail qui n'existait même pas pendant Apollo 8. Pendant le survol lunaire d'Orion, elle dirigera une équipe de géologues et de scientifiques lunaires dans la nouvelle salle d'évaluation scientifique du Johnson Space Center de la NASA à Houston. Son équipe analysera les données, posera des questions et enverra des conseils à l'équipage en temps réel.
Les scientifiques communiqueront avec l'équipage via Kelsey Young de la NASA, qui occupe un autre nouveau poste : officier scientifique. Young sera dans la salle de contrôle de mission et parlera directement aux astronautes, aux côtés d'autres officiers de soutien qui suivront des éléments tels que la santé et les communications des vaisseaux spatiaux. Son travail consiste à s'assurer que la science est l'un des facteurs pris en compte lors de la prise de décisions sur ce que les astronautes feront et comment le vaisseau spatial se déplacera – par exemple, si la capsule doit tourner pour avoir une meilleure vue de la lune depuis les fenêtres.
Henderson et son équipe créeront un plan d'observation personnalisé – une carte interactive avec des listes annotées de choses à observer, des images de ce que les astronautes pourraient voir et des points de prise de notes pour faire des dessins et des annotations – et le téléchargeront sur les tablettes de l'équipage après le lancement.
L'équipe scientifique ne saura pas quelles caractéristiques lunaires l'équipage pourra voir avant deux jours après le lancement, car la lune sera dans une position différente par rapport au vaisseau spatial en fonction du moment où Orion commencera son chemin vers la lune depuis l'orbite terrestre. Mais Henderson n’est pas gêné par l’incertitude.
« Il y a tellement de domaines différents dans lesquels je serais ravie », dit-elle. « Je m'en fiche vraiment du moment où il sera lancé, car je sais que ça va être bien. »
