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Le rôle très important de ce petit satellite autour de la Lune

Illustration de CAPSTONE autour de la Lune. Crédits : NASA

CAPSTONE est un nanosatellite de type CubeSat développé par la NASA pour vérifier la stabilité de l’orbite prévue pour la future station en orbite autour de la Lune prévue dans le cadre du Programme Artemis. Son lancement est prévu dans quelques jours. Petit point sur tous les détails de ce projet.

Une station en orbite lunaire

Avant la fin de la décennie, la NASA ambitionne d’envoyer de nouveaux astronautes sur la Lune dans le cadre de son programme Artemis. L’agence prévoit également de mettre en place plusieurs infrastructures permettant une présence humaine durable sur et autour de notre satellite. Un élément clé de ce projet sera la Lunar Orbital Platform-Gateway, une station spatiale qui facilitera les voyages réguliers vers et depuis la surface. À terme, ce complexe doit également permettre des missions longue durée vers Mars.

Pour faciliter ces différentes opérations, il sera nécessaire de placer cette station suffisamment proche de la surface lunaire pour faciliter les allers-retours, mais pas trop loin de la Terre non plus pour simplifier le transport du carburant et des fournitures.

Après plusieurs années de réflexion, les ingénieurs de la NASA ont finalement opté pour orbite très elliptique d’un pôle à l’autre, la plaçant sur un chemin la menant à moins de 4 000 kilomètres de la Lune lors de son approche la plus proche et à un peu plus de 75 000 km de la surface lunaire lorsqu’elle atteindra son point le plus éloigné.

Cette orbite appelée NRHO (Near Rectilinear Halo Orbit) présentera également l’avantage de fournir une certaine stabilité à cette future station.

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Illustration de l’orbite empruntée par la future station autour de la Lune. Crédits : ESA

L’expérience CAPSTONE

Pour tester cette stabilité à long terme, la NASA enverra une petite, mais ô combien importante mission directement sur place. L’expérience CAPSTONE (Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment) sera lancée à la fin du mois de mai prochain.

Après un voyage de quatre mois vers la Lune, ce petit satellite restera au moins six mois sur place. Il ralentira à son point le plus éloigné de la surface (76 000 km), au niveau du pôle sud lunaire. À l’inverse, le satellite atteindra sa vitesse maximale au moment de son passage le plus proche de la surface (environ 3 400 km) au niveau du pôle nord.

Ces tests valideront les besoins en puissance et en propulsion pour maintenir son orbite comme prévu par les modèles de la NASA. Au cours de ses nombreuses orbites (chacune doit durer environ sept jours), le satellite démontrera également la fiabilité d’un système innovant de navigation entre engins spatiaux. Ce système mesurera sa position par rapport au Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) de la NASA, en orbite autour de la Lune depuis 2009, sans dépendre de stations au sol.

Pour tester ce système, CAPSTONE emportera des instruments qui effectueront des calculs pour déterminer où se trouve le satellite sur sa trajectoire orbitale. Les données obtenues à partir de cette liaison croisée avec le LRO seront utilisées pour mesurer la distance entre les deux satellites et la vitesse à laquelle cette distance évolue. De cette manière, les contrôleurs de mission pourront déterminer la position du satellite en temps réel.

À terme, si tout est validé, les futures missions de la NASA pourront déterminer l’emplacement de leur vaisseau sans s’appuyer sur des systèmes de suivi terrestres. Ces derniers pourront ainsi être utilisés à d’autres fins.