La mission Artemis I, dont le lancement est prévu le 29 août, marquera une étape importante dans le retour de l'humanité sur la Lune.

Bien qu'il n'y ait aucun passager humain à bord de ce vol d'essai, les futures missions propulseront à nouveau les explorateurs de l'espace au-delà des environnements protecteurs de l'atmosphère et du champ magnétique terrestres et dans le domaine du rayonnement spatial sans entrave.

Les astronautes résistent à la tempête

Alors que les éruptions solaires et les éjections de masse coronale de petite à moyenne taille sont incroyablement spectaculaires, il est peu probable que ces phénomènes à eux seuls présentent beaucoup de risques pour Artemis I ou les futures missions lunaires avec équipage.

Les "événements de particules énergétiques solaires" sont ceux à surveiller. Ils se produisent lorsque des particules émises par le soleil - principalement des protons mais aussi certains atomes ionisés comme l'hélium - sont accélérées à des vitesses proches de la relativisme. Ce sont ces particules à haute énergie projetées dans l'espace qui peuvent affecter un vaisseau spatial et son équipage.

Les événements de particules solaires sont associés à des éruptions solaires particulièrement importantes et à des éjections de masse coronale, car ce sont ces éruptions qui peuvent provoquer des ondes de choc qui poussent les particules solaires à des vitesses dangereuses.

En ce qui concerne les missions Artemis, une grande partie du rayonnement d'un événement de particules serait bloqué par les parois de la capsule spatiale. Orion et son module de service européen ont été conçus pour garantir la fiabilité des systèmes essentiels lors d'événements de rayonnement.

Mais l'événement pourrait interférer avec les communications entre l'équipage et les équipes sur Terre, et les astronautes pourraient devoir se réfugier dans un abri anti-tempête de fortune, comme cela s'est produit sur la Station spatiale en septembre 2017.

Pourtant, la Station spatiale était encore bien sous la protection de la "magnétosphère" de la Terre, une bulle protectrice de champ magnétique que la lune n'a pas.

"Quitter la magnétosphère, c'est comme quitter un port sûr et s'aventurer en pleine mer", déclare Melanie Heil, coordinatrice de segment du Space Weather Office de l'ESA.

"L'exposition aux rayonnements des astronautes sur la Lune peut être d'un ordre de grandeur plus élevée que sur la station spatiale et de plusieurs ordres de grandeur plus élevée qu'à la surface de la Terre. Les futurs astronautes seront confrontés à des risques plus élevés liés aux événements de particules solaires :il est très important que nous étudiions la environnement de rayonnement au-delà de la magnétosphère et améliorer notre capacité à prévoir et à nous préparer aux tempêtes solaires."

Presque raté :l'été 1972

Il y a exactement 50 ans, en août 1972, une série de puissantes tempêtes solaires, y compris d'importants événements de particules solaires, a provoqué une perturbation généralisée des satellites et des systèmes de communication au sol sur Terre.

Les tempêtes ont eu lieu en plein milieu des missions lunaires Apollo 16 et Apollo 17 de la NASA, avec seulement quelques mois de chaque côté. Heureusement, il n'y avait pas d'explorateurs humains en dehors du champ magnétique protecteur de la Terre à l'époque. S'ils avaient rencontré ces tempêtes depuis l'intérieur du module de commande, on pense que la dose de rayonnement délivrée aurait provoqué un empoisonnement aigu aux radiations. Pour un astronaute en sortie dans l'espace, cela pourrait être mortel.

"Des services météorologiques spatiaux fiables sont une nécessité pour l'exploration et l'habitation à long terme de la lune", déclare Juha-Pekka Luntama, responsable de la météo spatiale à l'ESA.

"Un événement de niveau 1972 se reproduira, et si nous ne restons pas vigilants, nous pourrions avoir des astronautes dans l'espace et hors de la protection du champ magnétique terrestre quand cela se produira."

Mesurer le rayonnement sur la lune

Jusqu'à présent, nous nous sommes principalement préoccupés des impacts de la météo spatiale sur l'infrastructure de la Terre :les réseaux électriques, les systèmes de communication, les satellites en orbite autour de la Terre et les astronautes sur la Station spatiale.

Le réseau de services de météorologie spatiale de l'ESA est réparti dans toute l'Europe, où des experts traitent les données d'un large éventail de détecteurs de rayonnement à bord de satellites en orbite et de capteurs sur Terre.

Avec cela, ils fournissent des informations et des services à une gamme d '«utilisateurs» allant des opérateurs de satellites, de compagnies aériennes et de réseaux électriques aux chasseurs d'aurores boréales. Le Réseau continuera à fournir ses services pendant le vol Artemis I et à signaler tout événement météorologique spatial important, prévu ou à venir.

Mais pour une activité humaine à long terme sur la Lune, nous devons surveiller directement l'environnement de rayonnement lunaire.

La recherche sur les rayonnements sera l'un des principaux objectifs du vol d'essai d'Artemis I. La capsule Orion transportera des moniteurs de rayonnement de la NASA et de l'ESA, ainsi qu'une multitude de mannequins et de CubeSats conçus pour nous aider à mieux comprendre l'environnement de rayonnement sur le chemin de la lune et son impact sur la santé humaine.

L'ESA travaille également sur le projet European Radiation Sensor Array (ERSA), une série d'appareils qui fourniront une surveillance des rayonnements en temps réel à bord de la future station spatiale lunaire Gateway avec équipage.

La combinaison des mesures de rayonnement de l'extérieur et de l'intérieur des espaces habités permettrait aux chercheurs de voir la quantité de rayonnement "fuite" et de prédire plus précisément le risque pour les astronautes sur la lune lorsqu'un événement météorologique spatial est détecté.

Les chercheurs de l'ESA étudient également la possibilité d'inclure des instruments de rayonnement sur d'autres orbiteurs lunaires sans équipage, tels que Lunar Pathfinder et les futurs réseaux de satellites de télécommunications lunaires.

Regarder vers l'avenir

Notre étoile peut être imprévisible et capricieuse, mais lorsque des « régions actives » apparaissent à la surface solaire, elles ont tendance à y rester de quelques jours à plusieurs semaines. Si nous pouvions surveiller ces régions avant même qu'elles ne tournent en vue de la Terre, nous pourrions améliorer nos prévisions météorologiques spatiales autour de la Terre et de la Lune.

L'observation précoce des régions actives du disque solaire, d'où éclatent les éruptions et les éjections de masse, est l'un des principaux objectifs de la prochaine mission Vigil de l'ESA. Prévu pour être lancé en 2029, Vigil se dirigera vers le 5ème point de Lagrange (L5), une position unique dans l'espace qui lui permettra de voir le "côté" du soleil avant qu'il ne pivote vers la vue depuis la Terre.

Avec Vigil, les avertissements anticipés pour les événements météorologiques spatiaux potentiellement dangereux devraient être réalisables plusieurs jours avant qu'ils ne soient en mesure de mettre en danger la santé des astronautes dans l'espace ou les infrastructures sur et autour de la Terre. Ces informations seraient particulièrement utiles pour les explorateurs lunaires vulnérables et pour la planification d'activités à haut risque telles que les EVA. + Explorer plus loin

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