Ce bloc de construction de 1,5 tonne a été produit comme une démonstration de techniques d'impression 3D utilisant le sol lunaire. La conception est basée sur une structure creuse à cellules fermées - qui rappelle les os d'oiseau - pour donner une bonne combinaison de force et de poids. Crédit :ESA
Dans les décennies à venir, de nombreuses agences spatiales espèrent mener des missions en équipage sur la lune et même y établir des avant-postes. En réalité, entre la NASA, l'Agence spatiale européenne (ESA), Roscosmos, et les agences spatiales indienne et chinoise, les plans de construction de bases et de colonies lunaires ne manquent pas. Ceux-ci établiront non seulement une présence humaine sur la lune, mais faciliter les missions vers Mars et plus loin dans l'espace.
Par exemple, l'ESA envisage 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 des recherches scientifiques dans un environnement lunaire. Actuellement, Des chercheurs européens planifient comment s'y prendre pour construire ce village, qui comprend la réalisation d'expériences avec des simulateurs de poussière lunaire pour créer des briques.
Pour faire simple, 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 constants de météorites qui ont broyé 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 copieux, 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 colonies lunaires. Comme Aidan Cowley, le conseiller scientifique de l'ESA et expert du sol lunaire, 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 du rude environnement lunaire."
Concept d'artiste pour une base lunaire multi-dômes, qui serait construit par des robots d'impression 3D utilisant de la poussière lunaire (régolithe). Crédit :ESA/Foster + Partenaires
En plus de profiter d'une ressource locale apparemment inépuisable, Les projets de l'ESA d'utiliser le régolithe lunaire pour créer cette base et l'infrastructure connexe démontrent leur engagement envers l'utilisation des ressources in situ. Essentiellement, bases sur la lune, Mars, et d'autres endroits du système solaire devront être aussi autosuffisants que possible pour réduire la dépendance à l'égard de la Terre pour les expéditions régulières de fournitures - ce qui serait à la fois coûteux et épuisant en ressources.
Pour tester comment le régolithe lunaire se comporterait en tant que matériau de construction, Les scientifiques de l'ESA ont utilisé des simulateurs de poussière de lune récoltés ici même sur Terre. Comme Aiden l'a expliqué, Les régolithes sur Terre et sur la Lune sont le produit du volcanisme et sont essentiellement des matériaux basaltiques constitués de silicates. "La Lune et la Terre partagent une histoire géologique commune, " il a dit, "et il n'est pas difficile de trouver des matériaux similaires à ceux trouvés sur la lune dans les restes de coulées de lave."
Le simulant a été récolté dans la région autour de Cologne, Allemagne, qui étaient volcaniquement actifs il y a environ 45 millions d'années. En utilisant la poudre volcanique de ces anciennes coulées de lave, qui a été déterminé pour être un bon match pour la poussière lunaire, des chercheurs du Centre européen des astronautes (EAC) ont commencé à utiliser la poudre (qu'ils ont nommée EAC-1) pour fabriquer des prototypes des briques qui seraient utilisées pour créer le village lunaire.
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 les futures missions sur la lune. L'un de leurs projets se concentre sur la façon d'utiliser l'oxygène de la poussière lunaire (qui en représente 40%) pour aider les astronautes à prolonger leur séjour sur la lune.
Mais avant que l'ESA ne 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.
Le concept de base lunaire imprimé en 3D de l'ESA, basé sur la conception produite par la firme de conception architecturale et d'ingénierie Foster+Partners. Crédit :ESA/Foster + Partenaires
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 revenant au module d'excursion lunaire). Comme Erin Transfield - membre de l'équipe thématique de l'ESA sur la poussière lunaire - l'a indiqué, les scientifiques ne comprennent toujours pas pleinement la nature électrostatique de la poussière lunaire, ce qui pourrait poser problème lorsqu'il s'agit de l'utiliser comme matériau de construction.
Quoi de plus, les expériences de rayonnement-environnement n'ont pas encore produit de résultats concluants. En tant que biologiste qui rêve d'être la première femme sur la lune, Transfield a indiqué que des recherches supplémentaires sont nécessaires en utilisant de la poussière lunaire réelle. "Cela nous donne une raison de plus pour retourner sur la lune, " dit-elle. "Nous avons besoin d'échantillons vierges de la surface exposée à l'environnement de rayonnement."
Au-delà d'établir 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 le cabinet d'architectes Foster + Partners pour imaginer le design de leur village lunaire, et d'autres entreprises privées ont été recrutées pour aider à enquêter sur d'autres aspects de sa construction.
Maintenant, l'ESA envisage de construire son village lunaire international dans la région polaire sud, où de la glace d'eau abondante a été découverte. Pour enquêter sur cela, l'ESA enverra son dossier d'observation des ressources et de prospection in situ pour l'exploration, Mission d'exploitation commerciale et de transport (PROSPECT) vers 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 Pôle Sud-Aitken de la Lune, où la sonde PROSPECT se déploiera et percera la surface pour récupérer des échantillons de glace. Aller de l'avant, 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 robots ouvrant la voie aux explorateurs humains pour atterrir plus tard.
Dans les décennies à venir, les intentions des principales agences spatiales du monde sont claires - non seulement nous retournons sur la lune, mais nous comptons bien y rester ! 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 citoyens privés) aller et venir de la lune à une fréquence régulière.
