Le Volatiles Investigating Polar Exploration Rover, ou plus simplement VIPER, se posera sur le pôle sud lunaire à l’horizon 2023. Son principal objectif sera de cartographier et d’analyser les concentrations de glace d’eau en temps quasi réel. La distribution et la disponibilité de l’eau pourraient permettre de soutenir les futurs établissements humains dans l’espace.
L’eau sera une ressource essentielle dans le cadre de l’exploration humaine de l’espace. Et pour cause, elle peut être bue et utilisée pour faire pousser des plantes. Elle pourrait également protéger les humains des radiations et être utilisée pour fabriquer de l’oxygène respirable ou du carburant pour fusée. C’est assez simple : si nous parvenons à trouver un moyen de transformer et d’utiliser de l’eau in situ, les voyages humains dans l’espace pendant de longues périodes deviendront alors possibles.
Dans le cadre du programme Artemis, qui vise à renvoyer des humains sur le sol lunaire de manière permanente, la NASA et ses partenaires se doivent donc d’évaluer en amont la quantité de cette ressource dans la région. Dans cet esprit, l’agence a commandé un nouveau rover nommé VIPER (pour Volatiles Investigating Polar Exploration Rover).
Chasseur de glace au Pôle sud
Il y a quelques jours, l’agence américaine jetait son dévolu sur cratère Nobile (93 kilomètres carrés) comme terrain d’exploration de son nouveau buggy, développé par la société Astrobotic.
Cet environnement n’a évidemment pas été choisi au hasard. Grâce à des travaux de télédétection, nous savons en effet que le Pôle Sud lunaire, et ce cratère en particulier, contient potentiellement d’énormes quantités d’eau. Mais où se trouve précisément cette eau et comment elle y est arrivée restent encore un mystère.
Pour opérer, le robot utilisera une perceuse d’un mètre de long guidée par un spectromètre à neutrons conçu pour détecter les zones plus humides sous la surface. Deux spectromètres embarqués serviront également à l’analyse des échantillons recueillis. Notez qu’il est peu probable que VIPER trouve de la glace d’eau en gros morceaux ou en feuilles comme celles trouvées sur Terre. Les scientifiques imaginent plutôt de petits fragments mêlés à la poussière lunaire.
« Si l’eau est littéralement gelée à l’extérieur de ces particules de poussière lunaire, alors elle sera facilement accessible« , souligne Tracy Gregg, de l’Université de Buffalo College, au Smithoninan. « Vous la pelletez et la placez dans un appareil de chauffage pour la faire fondre avant de la récupérer« .
S’il s’avère en revanche que cette eau est « liée » aux matériaux lunaires, alors le processus d’extraction sera plus compliqué. « Vous devriez en fait faire de la chimie. Cela ne veut pas dire qu’il sera impossible d’accéder à l’eau, elle sera simplement plus coûteuse et plus longue à obtenir« , poursuit en effet la spécialiste.
Trois milliards d’années sans soleil
Le rover concentrera ses opérations dans des zones constamment privées de lumière solaire (autrement, l’eau serait immédiatement évaporée). Rappelons en effet que l’axe de la Lune n’a qu’une légère inclinaison par rapport à celui de la Terre, ce qui signifie que notre étoile ne se lève pas aussi haut à l’horizon. En conséquence, plusieurs bassins d’impact proposent des zones ombragées en permanence.
Dans ces environnements sombres qui n’ont jamais vu la lumière du jour depuis plus de trois milliards d’années, les températures peuvent chuter à -204°C. Aussi, les composants de VIPER devront être conçus et suffisamment testés pour résister. Le rover devra également utiliser des radiateurs alimentés par l’énergie solaire dans le but de rester suffisamment chaud pendant ces opérations.
Rester au chaud le plus possible
Étant donné qu’aucun satellite ne pourra être utilisé pour relayer les communications du rover vers la Terre, ce dernier aura également besoin d’une liaison radio directe vers la Terre. Pour ce faire, les ingénieurs devront donc éviter les grandes caractéristiques du paysage comme les hautes montagnes ou les bords de cratère escarpés qui bloqueraient normalement tout signal.
Pendant les nuits lunaires (soit environ deux semaines chaque mois), VIPER devra également patienter dans un « refuge » en attendant que les communications puissent reprendre. Ces « places de parking » devront être des endroits particulièrement sûrs et ensoleillés pour que le rover puisse glaner suffisamment d’énergie. En effet, il ne pourra survivre à plus de cinquante heures d’obscurité continue. Aussi, la mission est prévue pendant la saison estivale au pôle sud, de manière à maximiser les périodes de lumière solaire.
Ces travaux doivent durer au moins cent jours terrestres. VIPER et son atterrisseur s’envoleront pour la Lune à bord d’une fusée Falcon Heavy de SpaceX. Le coût total de cette mission devrait avoisiner les 660 millions de dollars.
