Le programme Artemis de la NASA établira une présence durable sur la Lune alors que nous nous préparons à nous aventurer sur Mars. Pour renforcer la réussite de ces missions, les ingénieurs terrestres doivent fournir aux astronautes les outils dont ils ont besoin pour faire de nouvelles découvertes au cours de leurs voyages.

Pour s'assurer que ces instruments fonctionneront dans le vide de l'espace ou sur les plaines rocheuses d'un corps céleste lointain, La NASA doit les tester dans des environnements analogiques qui imitent ces paramètres. Des exemples de ces environnements incluent les chambres à vide thermique - où les ingénieurs peuvent soumettre les outils à des températures et des pressions extrêmes - ou le laboratoire de flottabilité neutre, une immense piscine au Johnson Space Center de la NASA à Houston, où les astronautes peuvent s'entraîner pour des sorties dans l'espace sur la Station spatiale internationale.

Ces environnements de test ne sont pas toujours conçus sur mesure pour correspondre à leurs homologues dans l'espace. Ingénieurs et scientifiques emmènent également leurs instruments sur le terrain, trouver des endroits sur Terre analogues aux zones d'intérêt scientifique sur la surface lunaire ou sur la planète rouge. Là, ils découvrent quels outils et méthodes fonctionneront le mieux pour les astronautes d'Artemis.

Au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, géologue de terrain et planétologue Kelsey Young sert de liaison scientifique au groupe des systèmes d'exploration au sein de la division des projets d'exploration et de communication spatiale (ESC), la commercialisation, Innovation, et Synergies (CIS). CIS partage la vaste expérience de Goddard dans des domaines tels que les communications, miniaturisation, et le développement de logiciels avec d'autres centres de la NASA, le gouvernement en général, et le secteur privé.

"Nos réunions hebdomadaires sont un point de contact important entre les équipes d'ingénierie et scientifiques travaillant dans l'exploration spatiale à Goddard, ", a déclaré Young. "La communauté Goddard travaille ensemble - avec d'autres centres de la NASA et nos homologues universitaires et industriels - pour se préparer à atteindre des objectifs scientifiques hautement prioritaires pendant l'ère Artemis de l'exploration lunaire."

Les instruments scientifiques testés dans des environnements analogiques comprennent des spectromètres qui permettent aux astronautes d'identifier la composition des roches et du sol lunaires, ou régolithe. Les magnétomètres et les gravimètres mesurent les champs magnétiques et la gravité locale. Les systèmes de télémétrie laser peuvent aider à produire des cartes à haute résolution de la topographie. Le radar à pénétration de sol peut sonder des caractéristiques souterraines intéressantes.

Ces instruments peuvent parfois être lourds ou encombrants, ou non conçu pour les applications spatiales ou sur le terrain. La NASA profite des tests dans des environnements analogiques pour les miniaturiser et les optimiser, développer les meilleures pratiques pour les utiliser dans l'exploration scientifique, et d'élaborer des procédures d'utilisation de ces outils et des systèmes qui les soutiennent.

« Beaucoup des instruments que nous testons sont disponibles dans le commerce, ", a déclaré Young. "Nous déterminons l'utilisation opérationnelle de chaque outil et déterminons comment les astronautes pourraient utiliser leurs données scientifiques en temps réel."

Il y a plusieurs efforts à travers la NASA qui se concentrent sur différents environnements analogiques dans le monde. Young travaille dans plusieurs de ces environnements, dont certains sont décrits ci-dessous.

L'équipe de terrain Goddard Instrument Field (GIFT) de la Division de l'exploration du système solaire, que Young co-dirige, est un investissement soutenu dans la géologie planétaire et l'astrobiologie. GIFT teste de nouveaux instruments dans une variété d'endroits qui imitent les surfaces planétaires à travers le système solaire, particulièrement des environnements volcaniques comme ceux de la grande île d'Hawaï. Les tubes de lave sont un domaine d'intérêt particulier, car ils pourraient potentiellement servir d'habitats ou d'abris contre les radiations sur la Lune ou sur Mars.

Télécommande de la NASA, In situ, et Études synchrotron pour la science et l'exploration (anciennement RIS4E, maintenant RISE2) se concentre également sur les environnements volcaniques. RISE2, financé par le Solar System Exploration Research Institute (SSERVI), est dirigé par l'Université Stony Brook de Long Island, New York. Ils offrent aux étudiants la possibilité de s'impliquer dans les tests analogiques en tant que stagiaires. Science, ingénierie, et même les étudiants en journalisme ont apporté de profondes contributions à l'effort en tant qu'enquêteurs et documentaristes.

Young travaille également dans l'équipe NASA Extreme Environment Mission Operations (NEEMO), dirigé par le Johnson Space Center de la NASA. NEEMO envoie des groupes d'ingénieurs, scientifiques, et les astronautes en séjour prolongé à Aquarius Reef Base, une station de recherche sous-marine exploitée par la Florida International University. Jusqu'à trois semaines à la fois, ces aquanautes vivent et travaillent sous l'eau, simuler des missions d'exploration spatiale et tester des équipements et des concepts opérationnels à 62 pieds sous la surface de l'eau près d'un récif de corail.

Alors que la NASA conçoit et mène des recherches sur l'environnement analogique pour faire avancer l'exploration spatiale, la recherche a des impacts bien au-delà de l'exploration spatiale.

"Les mesures que nous prenons dans ces environnements extrêmes nous aident non seulement à comprendre d'autres corps planétaires, mais peut aussi nous aider à mieux connaître la Terre, ", a déclaré Young. "Nos investissements dans les environnements analogiques s'avèrent bénéfiques pour une grande variété d'applications, notamment le développement technologique et la science terrestre."

Les tests en environnement analogique constituent une base solide pour le programme Artemis. Alors que la NASA s'aventure sur la Lune, Mars, et au-delà, les outils testés dans ces environnements éclaireront les instruments développés par les ingénieurs de la NASA pour les astronautes d'Artemis, des outils qui feront de profondes découvertes sur l'univers et repousseront les limites de l'exploration.

Les connexions entre des scientifiques comme Young et des ingénieurs du groupe des systèmes d'exploration de CIS permettent à la NASA de tirer le meilleur parti des opportunités de test analogique. Les synergies qu'ils trouvent dans leur travail permettent à la NASA de découvrir plus et d'explorer plus loin. Lorsque les scientifiques et les ingénieurs de la NASA partagent leurs connaissances et leur expertise, il n'y a pas de limite à ce qu'ils peuvent accomplir.

"Nous sommes si heureux que Kelsey et d'autres travaillent sur ce genre d'instruments, ", a déclaré Mark Lupisella, directeur de l'intégration de l'exploration de la CEI. "Fournir aux astronautes d'Artemis les instruments dont ils auront besoin pour effectuer des recherches scientifiques avancées sur la surface lunaire et, éventuellement, Mars nous aidera non seulement à faire progresser des domaines scientifiques clés spécifiques, mais nous aidera également à trouver des solutions aux défis de l'exploration de demain."