Artemis IV de la NASA : Building Gateway, la première station spatiale lunaire de l'humanité

La mission Artemis IV constitue une étape charnière dans NASAstratégie d'exploration lunaire à long terme, comprenant la construction de Gateway, la première station spatiale lunaire, qui servira de base à la recherche scientifique et aux futures missions vers Mars. La mission emploiera une nouvelle version plus puissante du SLS fusée et une série de manœuvres orbitales complexes pour établir une présence humaine permanente sur la Lune.

La NASA et ses partenaires font progresser les systèmes essentiels nécessaires à une exploration soutenue de la Lune grâce à la campagne Artemis. La mission Artemis III vise à faire atterrir les premiers humains près du pôle Sud de la Lune, ouvrant ainsi la voie à la mission Artemis IV. Au cours de cette prochaine phase, les astronautes habiteront Gateway, la première station spatiale lunaire de l'humanité, ce qui facilitera la recherche scientifique révolutionnaire et les préparatifs d'éventuelles missions humaines sur Mars. Artemis IV coordonnera une chorégraphie complexe de plusieurs lancements et amarrages d'engins spatiaux en orbite lunaire, marquant la première utilisation de la fusée SLS améliorée et plus puissante de la NASA et d'un nouveau lanceur mobile.

Science de la génération Artémis

Les missions Artemis accélèrent la recherche scientifique à la surface de la Lune, et bientôt, en orbite lunaire à bord de Gateway. Construit grâce à des partenariats internationaux et commerciaux, Gateway comprendra des ports d'amarrage pour une variété de vaisseaux spatiaux en visite, un espace permettant à l'équipage de vivre, de travailler et de se préparer aux missions à la surface lunaire, ainsi que des instruments d'investigations scientifiques pour étudier l'héliophysique, la santé humaine et les sciences de la vie. entre autres domaines.

L'orbite de forme ovale de Gateway passe au-dessus des pôles Nord et Sud de la Lune et offre des opportunités sans précédent pour la science et l'accès à la surface lunaire. L'orbite combine les avantages de l'accès à la surface depuis une orbite lunaire basse avec l'efficacité énergétique d'une orbite rétrograde lointaine, tout en offrant des vues uniques de la Terre, de la Lune, du Soleil et de l'espace lointain pour les études scientifiques.

La station spatiale Gateway héberge le vaisseau spatial Orion et le vaisseau spatial logistique spatial de SpaceX sur une orbite polaire autour de la Lune, soutenant les découvertes scientifiques sur la surface lunaire au cours de la mission Artemis IV. Crédit : NASA

Prélude de la mission

Gateway prend forme sur le terrain et les ingénieurs connecteront ses deux premiers modules : l'élément de puissance et de propulsion (EPI) construit par Maxar et le Avant-poste d'habitation et de logistique (HALO) construit par Northrop Grumman — pour lancement à bord d'un EspaceX Fusée Falcon Heavy. Les éléments passeront environ un an à voyager en orbite lunaire, profitant de la propulsion solaire-électrique très efficace et de la gravité de la Terre, de la Lune et du Soleil pour atteindre leur destination. Plusieurs instruments scientifiques sur et dans HALO et PPE fourniront des données scientifiques sur les rayonnements pendant le transit et pendant que Gateway est en orbite lunaire.

Une fois en orbite autour de la Lune, les ordinateurs de Gateway exécuteront une liste de contrôle d'éléments pour préparer l'arrivée d'un deuxième élément d'habitation avec l'équipage d'Artemis IV – le module International Habitation, ou I-Hab, fourni par l'ESA (Agence spatiale européenne). I-Hab s'étendra là où les astronautes de Gateway vivront, travailleront, mèneront des recherches scientifiques révolutionnaires et se prépareront à leurs missions sur la surface lunaire. I-Hab comprend également les systèmes de survie critiques fournis par JAXA (Agence spatiale japonaise) pour permettre des séjours plus longs à bord du Gateway.

Avant de lancer l'équipage et I-Hab avec la fusée SLS, la NASA et ses partenaires prépositionneront deux vaisseaux spatiaux supplémentaires pour la mission : le Starship Human Landing System de SpaceX, qui transportera les combinaisons spatiales de nouvelle génération pour les promenades sur la lune, et le SpaceX Dragon XL. module logistique transportant des expériences scientifiques et d’autres fournitures pour la mission. Un vaisseau spatial amélioré soutiendra Artemis IV avec des capacités étendues pour l'exploration à long terme et les missions futures, y compris l'amarrage avec Gateway.

Concept artistique de la configuration de l'équipage du bloc 1B de la fusée Space Launch System (SLS) de la NASA lors du décollage d'un nouveau lanceur mobile pour un lancement de nuit. Crédit : NASA

Un plus grand coup de pouce pour l'équipage, module en direction de la Lune

Quatre membres de l'équipage Artemis IV décolleront de la rampe de lancement 39B du Kennedy Space Center de la NASA en Floride à bord du vaisseau spatial Orion de l'agence sur la fusée SLS améliorée de la NASA. La version Block 1B de la fusée est capable de hisser 84 000 livres sur la Lune à l'aide d'un étage supérieur plus puissant, et elle dispose également d'un adaptateur avec plus de 10 000 pieds cubes d'espace pour envoyer de grosses cargaisons, telles que I-Hab, vers la Lune. Moon avec l'équipage. Le nouveau lanceur mobile de la NASA accueillera la plus grande fusée, qui mesurera environ 40 pieds de plus que les configurations actuelles, et un poids supplémentaire dû à une capacité de charge utile accrue.

Une fois que la fusée SLS aura terminé son lancement et son ascension initiale, l'étage central se séparera de l'étage supérieur, qui restera connecté à Orion et I-Hab. Après que l'étage supérieur ait effectué une brûlure par injection translunaire pour mettre Orion et I-Hab sur leur chemin vers la Lune, Orion agira comme un remorqueur spatial, se retournant à 180 degrés pour extraire I-Hab de l'adaptateur à l'aide du système d'amarrage d'Orion, et transportant le module à Gateway où il se connectera au module HALO de la station lunaire.

La station spatiale Gateway héberge le vaisseau spatial Orion et le vaisseau spatial logistique spatial de SpaceX sur une orbite polaire autour de la Lune, soutenant les découvertes scientifiques sur la surface lunaire au cours de la mission Artemis IV. Crédit : NASA

Opérations de surface

Lorsqu'Orion et I-Hab rencontreront Gateway, Orion manœuvrera I-Hab en position pour s'amarrer au module HALO. Les astronautes entreront dans la première station spatiale lunaire au monde et activeront pleinement son matériel et ses systèmes. L'équipage vérifiera également le système d'atterrissage humain, déchargera les fournitures et les expériences scientifiques du module logistique et se préparera à son travail sur la Lune.

Après plusieurs jours de vérifications initiales à bord de Gateway et de préparation pour l'expédition à la surface, deux membres de l'équipage entreront dans Starship et se désamarreront pour passer environ six jours sur la surface lunaire. L'autre paire reste à Gateway pour poursuivre l'installation, mener des recherches et surveiller les activités de surface.

Comme sur Artemis III, les astronautes effectueront plusieurs marches sur la lune, enfileront des combinaisons spatiales avancées et prendront l'ascenseur de Starship jusqu'à la surface pour accomplir leur liste de tâches exploratoires. L'équipage effectuera des études géologiques sur le terrain, déploiera des instruments et collectera des échantillons qui nous aideront à comprendre l'histoire de notre système solaire.

Illustration de la conception de l'atterrisseur humain SpaceX Starship qui transportera les premiers astronautes de la NASA à la surface de la Lune dans le cadre du programme Artemis. Crédit : SpaceX

Jusqu'à la prochaine fois (Artémis V)

Une fois les expéditions en surface terminées, les deux astronautes monteront à bord de Starship, retourneront à Gateway, et les quatre astronautes se prépareront pour le voyage d'un quart de million de kilomètres vers la Terre à bord d'Orion.

Avant de quitter Gateway, l'équipage transférera des échantillons scientifiques à Orion et préparera l'avant-poste à fonctionner sans locataires humains. Ensuite, après avoir atteint le point de départ optimal, Orion se désamarrera, allumera ses moteurs et exploitera la gravité de la Lune pour rentrer chez lui, où les équipes de récupération attendront le retour de l'équipage dans l'océan Pacifique.

Avec Artemis, la NASA fera atterrir la première femme, la première personne de couleur et son premier astronaute partenaire international sur la surface lunaire et établira une exploration à long terme pour la découverte scientifique et préparera les missions humaines sur Mars. La fusée SLS de l'agence, le vaisseau spatial Orion et les systèmes au sol de soutien, ainsi que le système d'atterrissage humain, les combinaisons spatiales et les rovers de nouvelle génération, ainsi que Gateway constituent la base de la NASA pour l'exploration de l'espace lointain.

Carte de la mission Artémis IV

Artemis IV sera la première mission vers la station spatiale Gateway en orbite lunaire, réunissant une chorégraphie complexe de plusieurs lancements et amarrages d'engins spatiaux en orbite lunaire, et mettant en vedette le lancement de la version plus grande et plus puissante de son SLS (Space Launch System) de la NASA. fusée et nouveau lanceur mobile. Crédit : NASA