Une percée dans la simulation de l'environnement électrostatique de la Lune sur Terre offre une base prometteuse pour la future exploration lunaire. En reproduisant et en évaluant avec précision les effets de la poussière lunaire, cette technologie fournit des informations essentielles pour surmonter l'un des obstacles majeurs des missions spatiales, ouvrant la voie à des recherches lunaires avancées et à des initiatives d'utilisation des ressources in situ. Photographie d'une unité de mesure de courant photoélectrique. Crédit : Institut coréen de génie civil et de technologie du bâtiment (KICT)
Développer une base lunaire plus rapidement en créant un environnement chargé électrostatiquement.
Des recherches visant à faire de la Lune une base avancée pour l’exploration de l’espace lointain sont en cours dans le monde entier, et la Corée ne fait pas exception à ces efforts. L'Institut coréen de génie civil et de technologie du bâtiment (KICT, président Kim, Byung-suk) a mis en œuvre avec succès un environnement électrostatique qui simule les conditions de la surface de la Lune, non pas dans l'espace mais sur Terre. Les chercheurs ont également évalué ses performances et son efficacité.
L'une des menaces les plus sérieuses lors de l'exécution de missions lunaires est l'environnement de la surface de la Lune, qui est chargé électrostatiquement. En raison de son atmosphère extrêmement mince, la Lune est directement exposée aux rayons ultraviolets solaires, aux rayons X, au vent solaire et à la Terre. plasma, etc. Ainsi, les nuages de poussière sur la Lune présentent une forte électricité statique. L’environnement électrostatique de la Lune est chargé positivement pendant la journée et négativement pendant la nuit.
Étant donné que la Lune n’a presque pas d’atmosphère, la poussière peut être facilement emportée, même par de petits impacts, en raison de la résistance minimale de l’air. Les particules de régolithe chargées électrostatiquement peuvent causer de graves dommages aux appareils d'exploration spatiale lorsqu'elles restent collées dessus. Par exemple, lorsqu’elles sont collées sur des cellules photovoltaïques, ces particules dégradent l’efficacité de la production d’électricité. Dans les missions habitées, ils peuvent endommager les combinaisons spatiales qui protègent les astronautes ou pénétrer dans le système respiratoire, entraînant des conséquences potentiellement mortelles.
Chambre de simulation du KICT
L'équipe de recherche du KICT dirigée par le Dr Shin Hyusoung (avec le chercheur principal Chung, Taeil et le Dr Park Seungsoo) a développé une chambre conçue pour simuler des conditions de charge électrique. L’objectif est de mettre en œuvre un environnement électrostatique ressemblant à la surface de la Lune.
Schéma montrant le principe de l'unité de mesure conçue avec description (pas à l'échelle). Crédit : Institut coréen de génie civil et de technologie du bâtiment (KICT)
La chambre développée par KICT intègre des lampes ultraviolettes, des faisceaux électroniques et des générateurs de plasma pour charger positivement ou négativement les surfaces des objets de test. À l’avenir, cet équipement pourra être utilisé pour charger électrostatiquement une réplique du sol lunaire à l’aide de rayons ultraviolets et de faisceaux d’électrons. Cela aidera à déterminer la quantité de matériau adhérant aux rovers et à anticiper les problèmes potentiels. Cette technologie va au-delà de la simple charge électrostatique pour simuler l'environnement chargé électriquement de la Lune dans diverses conditions, telles que les environnements diurnes ou nocturnes et sous l'influence du plasma terrestre.
Avancées dans la simulation d’environnement électrostatique
La plus grande réussite de ces travaux de recherche réside dans la capacité de l'équipement développé à mesurer, de manière quantitative et indépendante, la quantité de courant photoélectrique généré, qui a l'effet le plus significatif sur la charge de poussière lunaire pendant le jour de la Lune. L'erreur entre la mesure expérimentale obtenue dans cette recherche et la valeur théorique correspondante était d'environ 5 %, démontrant la fiabilité de la technologie développée.
Ainsi, les tentatives du KICT ont réussi non seulement à reproduire un environnement semblable à celui de la Lune, dans lequel la poussière du sol reste chargée électrostatiquement, mais également à développer une technologie d'évaluation pour cela. Ce travail de recherche a jeté les bases de l'équipement d'une chambre à vide thermique sale (DTVC) à grande échelle avec l'équipement développé pour mettre en œuvre un environnement chargé électrostatiquement et évaluer davantage ses performances.
Le Dr Shin, qui a dirigé ce projet, a déclaré : « Notre recherche présente la possibilité d'intégrer efficacement le DTVC pleine grandeur, développé par la Corée pour la première fois au monde, avec la technologie de chargement de poussière lunaire. Cette solution servira de banc d'essai pour une série de technologies visant à mettre en œuvre l'utilisation des ressources in situ (ISRU) sur la Lune à l'avenir, en abordant et en répondant à une série de défis technologiques potentiels posés par la poussière lunaire chargée électriquement.
Cette recherche a été soutenue par le programme de recherche KICT (projet n° 20230081-001, Développement de simulateurs environnementaux et de technologies de construction avancées sur TRL6 dans des conditions extrêmes) financé par le ministère des Sciences et des TIC.
