Une orbite lunaire idéale pour la première station spatiale de l'humanité autour de la Lune

Une orbite de halo unique est la route la moins fréquentée autour de la Lune.

Comme NASA prépare le retour à long terme de l'humanité sur la surface lunaire à travers les missions Artemis, l'agence introduit de nouveaux concepts – soutenus par la science et des décennies d'expérience dans les vols spatiaux habités – pour ouvrir de nouvelles voies sur et autour de la Lune.

Fruit d'une collaboration internationale, Gateway est une petite station gérée par l'homme qui orbitera autour de la Lune. L'avant-poste lunaire est spécialement conçu pour permettre l'exploration de l'espace lointain avec de nombreuses capacités permettant de maintenir une présence soutenue dans l'espace et de mener des recherches dans un environnement spatial lointain. Des fonctionnalités telles qu'un habitat humain, plusieurs ports d'amarrage pour une variété de vaisseaux spatiaux, y compris Orion, et la capacité d'héberger des expériences qui étudieront la météo spatiale contribueront toutes aux futurs efforts d'exploration. De même, l’orbite de halo quasi rectiligne unique de Gateway, ou NRHO, a été spécifiquement choisie pour contribuer à assurer le succès des futures missions Artemis.

L'orbite de halo quasi rectiligne de Gateway, ou NRHO, autour de la Lune. Crédit : NASA

Les options ne manquent pas sur la manière dont un vaisseau spatial pourrait orbiter autour de la Lune, mais deux en particulier – l’orbite lunaire basse et l’orbite rétrograde lointaine – sont utiles pour comprendre pourquoi NRHO est la solution idéale pour Gateway.

Un vaisseau spatial en orbite lunaire basse suit une trajectoire circulaire ou elliptique très proche de la surface lunaire, complétant une orbite toutes les deux heures. Le transit entre Gateway et la surface lunaire serait assez simple sur une orbite lunaire basse étant donné leur proximité, mais en raison de la gravité de la Lune, davantage de propulseur est nécessaire pour maintenir l'orbite. Par conséquent, une orbite lunaire basse n'est pas très efficace pour la présence prévue à long terme de Gateway sur la Lune – au moins 15 ans.

Pendant ce temps, une orbite rétrograde lointaine fournit une orbite large, circulaire et stable (ou plus économe en carburant) qui fait le tour de la Lune toutes les deux semaines. Cependant, ce que Gateway gagnerait en orbite stable, il le perdrait en accès facile à la Lune : l’orbite lointaine rendrait plus difficile l’accès à la surface lunaire.

Une troisième option, NRHO, convient parfaitement à Gateway, alliant les avantages d’une orbite lunaire basse (accès à la surface) avec les avantages d’une orbite rétrograde lointaine (efficacité énergétique). Suspendue presque comme un collier à la Lune, NRHO est une orbite d’une semaine équilibrée entre la gravité de la Terre et celle de la Lune. Cette orbite rapprochera périodiquement Gateway suffisamment de la surface lunaire pour fournir un accès simple au pôle Sud de la Lune où les astronautes testeront leurs capacités à vivre sur d'autres corps planétaires, notamment Mars. NRHO peut également fournir aux astronautes et à leur vaisseau spatial un accès à d’autres sites d’atterrissage autour de la Lune en plus du pôle Sud.

Les avantages du NRHO ne s'arrêtent pas à l'accès à la surface et à l'efficacité énergétique. NRHO permettra aux scientifiques de profiter de l’environnement de l’espace lointain pour une nouvelle ère d’expériences sur les rayonnements qui inspireront une meilleure compréhension des impacts potentiels de la météo spatiale sur les personnes et les instruments. NRHO donnera également à Gateway une ligne de vue continue, ou « vue », de la Terre, se traduisant par une communication ininterrompue entre la Terre et la Lune.

Consultez cette infographie pour en savoir plus sur NRHO et à quoi il ressemble :

Infographie illustrant NRHO, l'orbite de halo quasi rectiligne unique de Gateway. Crédit : NASA