Comment va se dérouler la mission Artemis I autour de la Lune ?

Article initialement publié en mars 2022.

Mars 2022, c’était la première fois que le lanceur SLS (Space Launch System) se montrait tout entier au public de Cap Canaveral. Accompagné par la Pleine Lune, le SLS domine le site de lancement historique en se dirigeant lentement vers le pas de tir 39B. Il rappelle aux observateurs et à toute une génération le chemin que parcourait la Saturn V vers ce même pas de tir avant d’envoyer des astronautes sur la Lune. C’est une étape clé pour la Nasa qui a réussi le roulage de la fusée lunaire SLS. Et maintenant quelle est la suite ?

Le SLS arrivé sur son pas de tir, et maintenant ?

Il va falloir maintenant vérifier que le SLS s’adapte bien à son pas de tir. La Nasa a prévu une répétition générale au début du mois d’avril. La date exacte n’est pas encore communiquée. Dans cette répétition générale, est notamment inclus le test de remplissage des réservoirs du SLS. Pour décoller, la fusée lunaire consommera de l’oxygène et de l’hydrogène à l’état liquide. Si les réservoirs ont déjà été testés au préalable jusqu’à l’explosion, il s’agit là de vérifier que tout fonctionne bien dans les conditions du compte à rebours du lancement.

Une fois la répétition générale passée, la Nasa communiquera la date de décollage. Un décollage possible soit à partir du 7 mai si tout va bien, soit plus tard dans l’été comme on s’y attend. Il n’y aura personne à bord du vaisseau spatial Orion qui a été posé au sommet de ce lanceur titanesque. Artemis I est une mission de qualification, à la fois du vaisseau fabriqué en Europe et aux États-Unis, et surtout du SLS produit par Boeing. Si la mission est un succès, les astronautes d’Artemis II prendront le relais.

« Nous sommes prêts ! »

Le pas de tir 39B du centre spatial Kennedy a connu Apollo 10, la navette spatiale américaine, le lancement de la station spatiale Skylab, ou encore la mission de paix Apollo-Soyouz. Il a été rénové et renforcé pour pouvoir soutenir un poids équivalent à 2.125 éléphants d’Afrique ! Il est suffisamment robuste pour accueillir les 2.628 tonnes de la fusée lunaire SLS. Cette dernière ne jouera un rôle dans la mission que pendant une heure cinquante-trois minutes. Le reste de la mission concerne le vaisseau Orion et durera près de 25 jours.

À T-0, le lancement commencera par la mise à feu des quatre moteurs RS-25 ainsi que des deux gigantesques propulseurs d’appoint à carburant solide fournis par Northrop Grumman. Ils seront éjectés deux minutes plus tard, complètement vidés de leur carburant. Les moteurs RS-25 continueront de rugir encore six minutes et quatorze secondes. À ce stade, l’étage principal du SLS, reconnaissable par sa couleur rouge, aura terminé son travail et nous serons déjà à plus de 150 kilomètres d’altitude, donc dans l’espace.

Deux minutes après le largage de l’étage principal, le vaisseau Orion déploiera ses panneaux solaires. On l’aura déjà débarrassé de ses panneaux de protection ainsi que de la tour de sauvetage, dispositif indispensable pour éjecter le vaisseau et ses occupants, si jamais la fusée prenait feu sur le pas de tir ou en traversant l’atmosphère.

Ce n’est que bien plus tard, 54 minutes après le début du lancement, que débutera la propulsion du second étage, l’ICPS, fourni par la United launch Alliance (ULA). L’ICPS sert une première fois pour prendre de l’altitude et une seconde fois une demi-heure plus tard pour injecter le vaisseau Orion sur une orbite de transfert vers la Lune. Une fois sa mission terminée, l’ICPS est largué. On en profitera alors pour éjecter une dizaine de cubesats qui sont des passagers secondaires de ce vol.

Autour de la Lune

Le vaisseau Orion n’en est pas à son premier vol de démonstration. Il a déjà fait un premier vol en 2014, dans le cadre du programme Constellation, précurseur du programme Artemis. Ce vol lui permettra de tester une fois de plus le module habité, fabriqué par Lockheed Martin, ainsi que le module de service fourni par l’Agence spatiale européenne (ESA). La trajectoire que réalisera Orion pendant la mission Artemis I est équivalente à celle de la mission Apollo 8.

Il faudra un peu plus de trois jours pour atteindre la Lune. Pour s’insérer en orbite, Orion va passer à près de 100 kilomètres de la surface et utilisera la gravité lunaire pour augmenter sa vitesse. Avec l’aide de quelques corrections, le vaisseau se mettra alors en orbite rétrograde autour de la Lune. En effet, le vaisseau tournera autour de la Lune dans le sens opposé à sa révolution autour de la Terre.

Le vaisseau Orion restera un petit peu plus de six jours en orbite autour de la Lune. La Nasa en profitera pour récupérer des données, tester les différents systèmes de communication et de navigation du vaisseau. Pour communiquer avec lui, la Nasa utilisera le Deep Space Network, réseau d’antennes utilisé pour interagir avec les sondes interplanétaires.

Le vaisseau Orion hébergera une expérience (Mare) dont le but est de mesurer le niveau de radiations auxquelles les occupants du vaisseau pourraient être exposés. Autour de la Lune, nous ne sommes quasiment plus protégés par le champ magnétique terrestre qui dévie les particules éjectées par le Soleil. À bord du vaisseau, deux mannequins seront recouverts de capteurs et l’un d’eux portera un gilet expérimental censé bloquer une partie du rayonnement.

Retour sur Terre et suite du programme

Pour quitter l’orbite lunaire et rejoindre la Terre, Orion passera à nouveau à près de 100 kilomètres d’altitude pour s’accélérer, utilisera non seulement la gravité lunaire pour le faire mais aussi le moteur principal du module de service. Il se placera alors sur une orbite de transfert en direction de notre Planète. Le voyage devrait durer un peu plus de trois jours.

C’est au bout d’un voyage de trois semaines couvrant plus de 1,3 million de kilomètres que le vaisseau Orion regagnera la Terre. Avant de pénétrer l’atmosphère terrestre, le module habitable se séparera du module de service. Ce dernier n’est pas protégé, il brûlera dans l’atmosphère pendant sa chute tandis que le module habitable la traversera, protégé par son bouclier thermique. Il terminera sa descente sous parachute. Il est censé amerrir dans l’océan Pacifique au large de la Californie. La mission Artemis I sera alors terminée.

Il faudra être patient pour la suite, en fonction des résultats de cette première mission. Artemis II ne devrait pas avoir lieu avant 2023, voire 2024. Ce sera la première mission du programme avec des astronautes à bord mais ils ne se poseront pas sur la Lune. Ils en feront juste le tour en mode « répétition générale », comme c’était le cas avec Apollo 10. C’est la mission Artemis III qui fera revenir les astronautes à la surface de notre satellite naturel, y compris la première marche lunaire de l’Histoire.