La NASA s’appuie sur Apollo pour concevoir les outils des marcheurs lunaires d’Artemis
Le programme Artemis Moon de la NASA n’est pas un redémarrage de la technologie de l’ère Apollo. L’agence a construit une nouvelle fusée et un nouveau vaisseau spatial pour amener les astronautes vers le voisin le plus proche de la Terre, et développe une nouvelle boîte à outils qu’ils pourront également utiliser sur la surface lunaire.
Alors que le marteau du géologue éprouvé reste à portée de main, de nouvelles capacités sont en cours d’évaluation pour affiner le prochain regard des astronautes sur la lune avec un premier équipement.
Adam Naids est chef de projet adjoint pour Artémis outils de géologie au Johnson Space Center (JSC) de la NASA à Houston. Lui et ses collègues creusent dans des équipements qui pourraient aider les astronautes à relever les défis rencontrés pendant Apollo, mais qui sont également conviviaux.
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En juin dernier, a noté Naids, il a été annoncé que la NASA s’était associée à l’industrie pour de nouveaux services de sortie dans l’espace et de marche sur la lune. Parmi les tâches décrites dans le cadre de ce contrat de services d’activité extravéhiculaire d’exploration (xEVAS), Axiom Space et Collins Aerospace sont de perfectionner les systèmes de sortie dans l’espace Artemis à utiliser sur la surface lunaire et d’aider à préparer les missions humaines pour Mars.
« Il y a beaucoup de choses qui doivent être réunies pour amener les humains sur la lune », a déclaré Naids à Space.com. Par exemple, cet effort ambitieux s’appuiera, entre autres matériels, sur l’énorme nouveau Système de lancement spatial fusée, capsule Orion, atterrisseurs lunaires avec équipage développés en privé et nouvelles combinaisons spatiales.
« Nous avons fait beaucoup de recherches et nous nous sommes penchés en profondeur sur ce Apollon fait », a déclaré Naids.
Contenants scellés sous vide
Il y a déjà eu une invention en cours de route. Par exemple, les ingénieurs travaillent à la fabrication de mécanismes spécialisés bien adaptés pour fonctionner dans l’environnement lunaire difficile, a déclaré Naids. Étant donné qu’Artemis vise à installer un avant-poste avec équipage près du pôle sud de la lune, la capture de matériaux gelés dans le régolithe lunaire a fait l’objet d’une attention particulière.
« Il ne faut pas beaucoup de temps pour transformer ces échantillons congelés d’un solide à un gaz, nous avons donc développé des conteneurs scellés sous vide qui ont un joint métal sur métal. C’est un mécanisme très compliqué, mais essentiel comme l’un des Les objectifs fondamentaux d’Artemis sont de ramener ces échantillons », a déclaré Naids.
Les membres de l’équipe d’Artemis développent également une ceinture à outils, a-t-il ajouté. La ceinture se connectera au futur scaphandre et est livré complet avec deux bras oscillants séparés, un de chaque côté, qui peuvent être disposés ou remis en place. Il est destiné à donner à un astronaute accès à une variété d’outils. « C’est essentiellement une plate-forme [through] auquel le membre d’équipage peut accéder lui-même à la plupart des choses », a déclaré Naids.
La ceinture à outils fournira au porteur la capacité et l’agilité de partir explorer par lui-même, de collecter des spécimens lunaires sans l’aide d’un autre marcheur lunaire.
Pendant ce temps, les outils lunaires de l’ère Apollo tels que les pinces, les râteaux, les pelles, les poignées d’extension et les sacs d’échantillons ont bien fonctionné il y a des décennies et pourraient également l’être à l’avenir. « Il y a beaucoup d’histoire là-bas », a déclaré Naids.
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Technologie résistante à la poussière
Un message clair d’Apollo était la nécessité de traiter poussière lunaire gênantequi est collante, hérissée et omniprésente, constituant une menace potentielle pour les équipements sensibles.
« C’est définitivement une préoccupation majeure et un défi. Cela touche à tout », a conseillé Naids. « Je ne pense pas que nous créerons un jour des outils « sans poussière ». Nous avons utilisé la terminologie de « tolérance à la poussière ». »
Au JSC, des simulateurs lunaires qui imitent la poussière de lune ont été utilisés pour tester la résistance de l’équipement et des procédures envisagés dans l’environnement lunaire. De même, les astronautes ont mis à l’épreuve des équipements lunaires dans l’immense réservoir de flottabilité neutre en forme de piscine de l’agence spatiale.
Les marcheurs lunaires d’Apollo ont rencontré des problèmes matériels, a ajouté Naids. Il était difficile de forer dans la lune, pour commencer. Comprendre le sol et savoir s’il sera plus difficile de mâcher au pôle sud qu’à l’équateur est un sujet de préoccupation.
Et certains équipements Apollo n’ont pas fonctionné aussi bien que prévu sur la surface lunaire. Prenez la charrette à bras pousse-pousse de Apollo 14 —le transporteur d’équipement modulaire, ou MET en abrégé.
« C’était difficile à manœuvrer. Avec un sixième de gravité, il était si léger que s’il heurtait quelque chose, il s’envolerait de la surface. Finalement, les membres de l’équipage le portaient », a déclaré Naids.
Un autre élément qui a été examiné est une stratégie de drapeau. « Nous avons examiné ce qu’ils ont fait sur Apollo en termes de tailles, comment ils ont martelé le drapeau dans le sol et comment nous pouvons faire durer le drapeau plus longtemps », a déclaré Naids. Si les équipages retournent plusieurs fois au même endroit lunaire, la mise en place d’un drapeau doit tenir compte du rayonnement ultraviolet dur sur la lune qui peut blanchir un drapeau en blanc, a-t-il déclaré.
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Nouveaux vêtements d’extérieur
Les membres d’équipage d’Artemis peuvent également arborer de nouvelles formes de vêtements d’extérieur. En raison des conditions au pôle sud lunaire – conditions d’éclairage austères et froid extrême à l’ombre des parois du cratère – l’assistance à la navigation et à la radiogoniométrie peut être une priorité élevée.
La NASA a déjà commencé à tester certains de ces engins dans le désert de l’Arizona. L’un des éléments qui a été évalué est un système cinématique portable, conçu par Draper Labs à Cambridge, Massachusetts, qui permet au porteur de cartographier son environnement, de suivre sa position et son orientation, ainsi que de surveiller son temps de travail.
Les tests sur le terrain de Draper en Arizona ont été menés dans le cadre du test de terrain n ° 3 de l’équipe de test d’activité extravéhiculaire conjointe de la NASA. Organisée en octobre dernier, la sortie s’est concentrée sur les tâches pouvant être effectuées par les astronautes d’Artemis 3. Artémis 3la première mission Artemis sur la surface lunaire, devrait lancer des astronautes vers la région polaire sud en 2025 ou 2026.
Affichages tête haute
James Head, professeur de géosciences planétaires à l’Université Brown de Providence, Rhode Island, réfléchit également à la manipulation des outils Apollo. À l’époque, il a aidé à sélectionner l’endroit où les atterrisseurs Apollo atterriraient sur la lune, a enseigné la géologie aux marcheurs lunaires et comment étudier les échantillons qu’ils ont ramenés.
Pour Head, la question clé est : quelle est la nature des nouveaux outils qui augmentent la capacité des astronautes en surface à optimiser leurs capacités d’exploration ? Il pense qu’il y a un besoin d’affichages tête haute critiques qui aideront les équipages d’Artemis à naviguer et à optimiser la collecte d’échantillons près du pôle sud de la lune.
« Cela contraste avec le Station spatiale internationale approche générale, qui consiste à fabriquer les outils, puis à être disponible pour guider l’astronaute à travers les procédures depuis la salle de contrôle des opérations de la mission », a déclaré Head à Space.com.
Briefings et débriefings
Vital pour l’exploration lunaire à venir, a déclaré Head, collectera des données sur Terre qui peut être utilisé pour les mises à jour de la planification des traversées – où aller et quoi faire lors des prochains moonwalks.
« Les débriefings/briefings entre les moonwalks seront essentiels, et ce sera une responsabilité majeure de la » salle arrière « , comme dans Apollo. Et cette formation, à la fois pour les astronautes et la salle arrière, est nécessaire pour Mars, où il y aura pas de communication en temps réel, et les astronautes seront seuls pendant l’exploration de surface, comme dans Apollo, avec la meilleure connaissance de la situation », a souligné Head.
Head a également déclaré qu’un élément essentiel de l’exploration de l’équipage d’Artemis sera les partenariats humains / robotiques. Les rovers robotiques exploreront, interpoleront et extrapoleront, rassemblant des données qui seront envoyées directement au contrôle de la mission pour alimenter la contingence et la planification préalable de la prochaine traversée humaine de la surface lunaire.
Problème de masse
« Certains des outils peuvent certainement être utilisés pour optimiser la sélection d’échantillons en temps réel. Les outils de télédétection portables Artemis nouveaux et mis à jour pour la géochimie et la minéralogie doivent être optimisés et assistés par la conception lors de la formation sur le terrain », a déclaré Head.
Mais Head a également souligné l’essentiel des expéditions Artemis renvoyant de précieux échantillons lunaires sur Terre.
« Rappelez-vous que la masse de retour de l’échantillon d’Artemis est d’environ 50 kilogrammes, environ 110 livres, une valeur largement dépassée par les trois dernières missions Apollo il y a 50 ans », a déclaré Head. La quête de « meilleurs outils » n’est pas une excuse pour contourner cette contrainte en ramenant des échantillons sur Terre, a-t-il déclaré.
Les tests s’intensifient
Pour le moment, l’évaluation sur Terre de l’équipement lunaire d’Artemis est en cours et le rythme des tests s’accélère.
« Je suis convaincu que, cette fois-ci, ce sera beaucoup plus facile pour les membres d’équipage », a déclaré Naids de la NASA. « Nous gardons les choses là où cela a du sens. Nous changeons les choses qui ont suscité des commentaires. »
Mais en fin de compte, les conditions lunaires – un environnement sous vide, une poussière omniprésente, une microgravité, des variations de température nocturnes et diurnes et des niveaux de rayonnement élevés, par exemple – sont difficiles à reproduire ici sur Terre.
« Il est très difficile de simuler tout l’environnement lunaire ici sur le terrain. Certaines choses le rendent plus difficile que sur la lune », a conclu Naids. « Ce sera excitant de voir que tout se rassemble. »
Leonard David est l’auteur du livre « Moon Rush : la nouvelle course à l’espace (s’ouvre dans un nouvel onglet)« , publié par National Geographic en mai 2019. Rédacteur de longue date pour Space.com, David fait des reportages sur l’industrie spatiale depuis plus de cinq décennies. Suivez-nous sur Twitter @Spacedotcom (s’ouvre dans un nouvel onglet) ou sur Facebook (s’ouvre dans un nouvel onglet).