20 Avril 2021

[Exploration] La base lunaire se prépare (aussi) au CNES

Le retour des humains sur la Lune sera durable. Mais que manger sans ravitaillement régulier ? Comment construire, se protéger des radiations et se dépanner ? Des solutions vont émerger d’un « vaisseau de l’espace » toulousain. Embarquement immédiat sur Spaceship FR.

Ces dernières années, l’exploration de la Lune a pris un sacré coup d’accélérateur. Le programme américain Artemis prévoit l’installation d’une base humaine au pôle Sud d’ici à 2040. Pour avoir une base totalement autonome et permanente, une cinquantaine d’axes technologiques sont à développer selon le Groupe international de coordination de l'exploration spatiale, qui compte parmi ses membres les agences spatiales américaine (NASA), européenne (ESA) et française (CNES).

Au CNES, nous avons décidé de nous pencher sur la moitié de ces axes et d’apporter la créativité et l’expertise d'acteurs français — pas forcément issus du domaine du spatial : universités, instituts de recherche, industries, start-ups… Pour cela, un lieu d’innovation et de démonstration dédié à l’exploration humaine va sortir de terre, à Toulouse, en 2021 : Spaceship FR. Depuis janvier, Il accueille déjà son 1er équipage : 6 stagiaires d’écoles d’ingénieurs et universités.

Représentation de Spaceship FR au CNES de Toulouse. Crédits : CNES/Rafael Diaz, 2020.

La base lunaire se prépare maintenant !

« Spaceship FR sera construit progressivement entre 2021 et 2023 au CNES de Toulouse avec d’abord un espace de coworking et un atelier de fabrication, puis des modules dédiés à la santé et à l’utilisation des ressources emportées dans les vaisseaux et présentes sur la Lune –  régolite lunaire principalement. Des modules serre, recyclage, eau et énergie sont aussi prévus.

L’objectif est de qualifier des briques technologiques innovantes pour la future base lunaire

explique Alexis Paillet, notre chef de projet Spaceship FR. « D’ici 1 an, nous devrions être une quinzaine de personnes sur le site avec 3 encadrants et une dizaine d’étudiants, doctorants et post-doctorants. »

Mais soyons clair, aucune des enceintes ne reproduira les conditions environnementales lunaires telles qu’une absence d’atmosphère ou une faible gravité. Le site n’a pas non plus vocation à être une base de simulation à la vie en confinement. « La Clinique spatiale de Toulouse —  le MEDES — prépare depuis longtemps des voyages de longue durée en proposant par exemple à des volontaires de rester alités sur un lit incliné pendant 60 jours ou via des expériences d’immersion sèche » indique Romain Charles, notre ingénieur support du MEDES sur Spaceship FR, auparavant sur la mission Proxima de l’astronaute Thomas Pesquet et « vétéran » de l’expérience Mars 500.

Représentation de Spaceship FR au CNES de Toulouse. Crédits : CNES/Rafael Diaz, 2020.


Alexis Paillet, chef de projet Spaceship FR. Crédits : CNES/De PradaThierry, 2021.

 

Romain Charles, ingénieur support à Spaceship FR. Crédits : CNES/De Prada Thierry, 2021.

Il est temps de faire sortir les technologies du régolite !

2 autres Spaceship existent déjà en Europe, le 1er se trouve au Centre d’entraînement des astronautes européens de Cologne en Allemagne (Spaceship EAC) et le second en Angleterre (Spaceship ECSAT). Tous sont coordonnés par l’ESA, dans une optique de complémentarité et dans l’objectif de faire émerger un programme fédérateur et inspirant sur la Lune, notamment vers des acteurs éloignés de l’exploration spatiale. Par exemple, Spaceship EAC travaille à la fabrication de briques, vis et engrenages à partir de simulants du sol lunaire. Spaceship FR testera aussi la conception d’objets en impression 3D mais avec de la poudre obtenue à partir de basalte du Massif Central, un bon simulant du régolite de notre satellite naturel.

Exemples de projets réalisés à Spaceship EAC en Allemagne. Crédits : ESA.

Cylindre réalisé à partir d’un simulant de régolite lunaire à Spaceship EAC, en Allemagne. Crédits : ESA/Billy Grundström, 2020.

Quelles bactéries emporter dans LES bagages ?

Stagiaires et partenaires de Spaceship FR se pencheront aussi sur la sélection de bactéries pour transformer mousses de protection et plastiques d’emballages en engrais, l’utilisation de fibres optiques pour doser les radiations en mettant à profit les résultats de l’expérience Lumina qui sera réalisé par Thomas Pesquet dans le cadre de sa mission Alpha, la purification de l’eau par le rayonnement UV, la réalisation d’un habitat en structure gonflable…

« Nous allons aussi tester la performance et la robustesse de piles à hydrogène pour apporter l’énergie nécessaire aux activités humaines sur la Lune. Cette énergie viendrait en complément du photovoltaïque. On travaille sur cette problématique avec Air Liquide » complète Romain Charles. La glace d’eau présente au pôle Sud de la Lune fournirait à la fois de l’hydrogène pour les piles et de l’oxygène pour la respiration des astronautes.

Habitat en structure gonflable imaginé pour Spaceship Fr par Spartan Space et JJF Consulting. Crédits : Spartan Space, Peter Weiss.

« Au niveau alimentation, nous expérimenterons la culture hors sol de plantes dont les racines plongeront directement dans l’engrais produit par des bactéries. Les stagiaires testeront différentes technologies LED et la capture des rayons solaires via des fibres optiques pour l’éclairage des végétaux » indique Alexis Paillet. Le « vaisseau de l’espace » réfléchit aussi à un projet d'aquaponie qui couple culture de plantes et élevage de poissons, en coopération avec les experts Ifremer du projet Lunar Hatch.

« L’espace est un domaine particulier où il faut miniaturiser au maximum. Vivre sur un autre astre impose sobriété et recyclage.

Nous espérons que les technologies développées pour des séjours sur la Lune, et demain sur Mars, serviront aussi à réduire notre empreinte environnementale sur la Terre, pour une économie durable et circulaire.

 

Partenaires de Spaceship FR
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CNESMAG 87 - visuel de couverture Crédits : CNES

A lire, cnesmag n° 87

Pour prolonger la thématique et en savoir plus sur les défis de l'exploration spatiale lointaine, vous pouvez lire en ligne gratuitement le nouveau CNESMAG. Au sommaire de ce numéro 87 : « Exploration, changement d'échelle ». Vous y trouverez toutes les informations sur les missions actuelles et découvrirez comment les acteurs d'aujourd'hui se préparent activement à relever les défis de demain. Avec une interview de Thomas Pesquet avant le lancement de la mission Alpha.

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