Au cours des prochaines décennies, de nombreuses agences spatiales espèrent effectuer des missions en équipage sur la Lune et même y établir des avant-postes. En fait, entre la NASA, l'Agence spatiale européenne (ESA), Roscosmos et les agences spatiales indiennes et chinoises, les plans de construction de bases et de colonies lunaires ne manquent pas. Ceux-ci non seulement établiront une présence humaine sur la Lune, mais faciliteront les missions vers Mars et plus profondément dans l'espace.
Par exemple, l'ESA prévoit de construire un «village lunaire international» sur la Lune d'ici les années 2030. En tant que successeur spirituel de la Station spatiale internationale (ISS), ce village permettrait également la recherche scientifique dans un environnement lunaire. Actuellement, les chercheurs européens envisagent de construire ce village, ce qui comprend la réalisation d'expériences avec des simulateurs de poussière lunaire pour créer des briques.
Pour le dire simplement, toute la surface de la Lune est recouverte de poussière (alias régolithe) composée de fines particules de silicate rugueux. Cette poussière s'est formée au cours de milliards d'années par des impacts de météorite constants qui ont pilé le manteau de silicate en fines particules. Il est resté dans un état rugueux et fin en raison du fait que la surface lunaire ne subit ni altération ni érosion (en raison du manque d'atmosphère et d'eau liquide).
Parce qu'il est si abondant, atteignant des profondeurs de 4 à 5 mètres (13 à 16,5 pieds) à certains endroits - et jusqu'à 15 mètres (49 pieds) dans les régions montagneuses plus anciennes - le régolithe est considéré par de nombreuses agences spatiales comme le matériau de construction de choix pour les établissements lunaires. Comme Aidan Cowley, conseiller scientifique de l'ESA et expert en matière de sol lunaire, l'a expliqué dans un récent communiqué de presse de l'ESA:
«Les briques de lune seront faites de poussière. Vous pouvez en créer des blocs solides pour construire des routes et des rampes de lancement, ou des habitats qui protègent vos astronautes de l'environnement lunaire hostile. »
En plus de tirer parti d'une ressource locale apparemment inépuisable, les plans de l'ESA d'utiliser le régolithe lunaire pour créer cette base et l'infrastructure connexe démontrent leur engagement à utiliser les ressources in situ. Fondamentalement, les bases sur la Lune, Mars et d'autres endroits du système solaire devront être aussi autonomes que possible pour réduire la dépendance à la Terre pour les expéditions régulières de fournitures - ce qui serait à la fois coûteux et exhaustif en ressources.
Pour tester le comportement du régolithe lunaire en tant que matériau de construction, les scientifiques de l'ESA ont utilisé des simulants de poussière lunaire récoltés ici sur Terre. Comme l'a expliqué Aiden, le régolithe sur Terre et sur la Lune est le produit du volcanisme et est essentiellement un matériau basaltique composé de silicates. "La Lune et la Terre partagent une histoire géologique commune", a-t-il dit, "et il n'est pas difficile de trouver des matériaux similaires à ceux trouvés sur la Lune dans les vestiges de coulées de lave."
Le simulant a été récolté dans la région de Cologne, en Allemagne, qui était volcaniquement active il y a environ 45 millions d'années. En utilisant la poudre volcanique de ces anciennes coulées de lave, qui s'est avérée être une bonne correspondance avec la poussière lunaire, les chercheurs du Centre européen des astronautes (EAC) ont commencé à utiliser la poudre (qu'ils ont nommée EAC-1) pour façonner des prototypes de briques. qui serait utilisé pour créer le village lunaire.
Le vaisseau spatial EAC, une initiative de l'ESA conçue pour relever les défis des vols spatiaux en équipage, travaille également avec EAC-1 pour développer les technologies et les concepts qui seront nécessaires pour créer un avant-poste lunaire et pour de futures missions sur la Lune. L'un de leurs projets se concentre sur la façon d'utiliser l'oxygène dans la poussière lunaire (qui en représente 40%) pour aider les astronautes à prolonger leur séjour sur la Lune.
Mais avant que l'ESA puisse approuver la poussière lunaire comme matériau de construction, un certain nombre de tests doivent encore être effectués. Il s'agit notamment de recréer le comportement de la poussière lunaire dans un environnement de rayonnement pour simuler leur comportement électrostatique. Depuis des décennies, les scientifiques savent que la poussière lunaire est chargée électriquement en raison de la façon dont elle est constamment bombardée par le rayonnement solaire et cosmique.
C'est ce qui le fait décoller de la surface et s'accrocher à tout ce qu'il touche (ce que les astronautes d'Apollo 11 ont remarqué en retournant dans le module lunaire). Comme Erin Transfield - membre de l'équipe topique de la poussière lunaire de l'ESA - l'a indiqué, les scientifiques ne comprennent toujours pas pleinement la nature électrostatique de la poussière lunaire, ce qui pourrait poser un problème lorsqu'il s'agit de l'utiliser comme matériau de construction.
De plus, les expériences rayonnement-environnement n’ont pas encore donné de résultats concluants. En tant que biologiste qui rêve d'être la première femme sur la Lune, Transfield a indiqué que davantage de recherches sont nécessaires en utilisant de la vraie poussière lunaire. "Cela nous donne une raison de plus pour retourner sur la Lune", a-t-elle déclaré. "Nous avons besoin d'échantillons vierges de la surface exposée à l'environnement de rayonnement."
Au-delà de l'établissement d'une présence humaine sur la Lune et de permettre des missions dans l'espace lointain, la construction du village lunaire proposé par l'ESA offrirait également des opportunités de tirer parti des nouvelles technologies et de forger des partenariats entre les secteurs public et privé. Par exemple, l'ESA a collaboré avec la firme de conception architecturale Foster + Partners pour élaborer la conception de leur village lunaire, et d'autres sociétés privées ont été recrutées pour aider à enquêter sur d'autres aspects de sa construction.
À l'heure actuelle, l'ESA prévoit de construire son village lunaire international dans la région polaire sud, où de la glace d'eau abondante a été découverte. Pour enquêter à ce sujet, l'ESA enverra son pack d'observation de la ressource et de prospection in situ pour l'exploration, l'exploitation commerciale et le transport (PROSPECT) sur la Lune en 2020, qui voyagera dans le cadre de la mission russe Luna-27.
Cette mission, un effort conjoint entre l'ESA et Roscosmos, impliquera un atterrisseur de construction russe posé dans le bassin du pôle Sud de la Lune-Aitken, où la sonde PROSPECT se déploiera et forera dans la surface pour récupérer des échantillons de glace. À l'avenir, les plans à long terme de l'ESA prévoient également une série de missions sur la Lune à partir des années 2020, qui impliqueraient des travailleurs robotisés ouvrant la voie à des explorateurs humains pour atterrir plus tard.
Dans les décennies à venir, les intentions des principales agences spatiales mondiales sont claires - non seulement nous retournons sur la Lune, mais nous avons l'intention de rester là-bas! À cette fin, des ressources considérables sont consacrées à la recherche et au développement des technologies et des concepts nécessaires pour y parvenir. Dans les années 2030, nous pourrions juste voir des astronautes (et même des particuliers) aller et venir de la Lune avec une fréquence régulière.
Et n'oubliez pas de regarder cette vidéo sur les efforts de l'EAC pour étudier le régolithe lunaire, gracieuseté de l'ESA:
