Artemis : Blue Moon de Blue Origin sélectionné comme second atterrisseur lunaire

Ce vendredi 19 mai, la NASA a sélectionné un deuxième projet d’atterrisseur lunaire : Blue Moon, le projet porté par l’entreprise Blue Origin et ses partenaires Lockheed Martin, Boeing, Draper, Astrobotic et Honeybee Robotics.

En complément du Starship dans le cadre de NextSTEP

Dans le cadre du programme Artemis, la NASA avait déjà sélectionné en avril 2021 un premier projet pour le retour d’un équipage à la surface de la Lune pour les missions Artemis III et Artemis IV : le Starship de SpaceX.

Le système d’atterrissage habité, ou Human Landing System (HLS), emmènera les astronautes depuis la station Gateway en orbite lunaire vers la surface et reviendra vers la station spatiale lunaire.

Au lieu d’acheter des atterrisseurs lunaires dans le cadre de contrats traditionnels avec des coûts majorés, la NASA a décidé d’utiliser des partenariats public-privé où les entreprises du secteur privé construisent et possèdent les systèmes et la NASA achète simplement des services. Il s’agit du même modèle que la NASA a utilisé pour les systèmes de fret commercial (Commercial Resupply Services, CRS) et d’équipage commercial (Commercial Crew Program, CCP) qui réapprovisionnent la Station Spatiale Internationale. Ainsi le système d’atterrissage fait partie du programme NextSTEP qui prévoit plusieurs chapitres pour le retour durable sur et autour de la Lune. Ce programme n’est ouvert qu’aux entreprises américaines.

À l’origine, la NASA voulait choisir deux entrepreneurs à l’époque, mais le Congrès américain n’avait fourni que 25% du financement de l’exercice 2021 de l’agence demandé pour le HLS. En mars 2022, la NASA a ouvert l’annexe P de NextSTEP à toutes les entreprises, à l’exception de SpaceX, pour construire un atterrisseur de démonstration sans équipage et un atterrisseur avec équipage pour des lancements en 2028 et 2029.

Un deuxième projet d’atterrisseur doit assurer la “redondance et la concurrence” selon la NASA, et devrait permettre de réduire les coûts pour la NASA. Chaque entreprise sélectionnée conçoit, développe, teste et qualifie son HLS, tout en répondant aux exigences de la NASA.

L’objectif de la NASA est un atterrissage par an à partir d’Artemis IV et 2028 à ce jour.

Ce second projet d’atterrisseur réutilisable doit effectuer une démonstration sur la surface lunaire inhabité (HLS Uncrewed Lunar Demo dans l’illustration ci-dessous) avant un atterrissage avec équipage sur la mission Artemis V en 2029.

Pour la mission Artemis V, le lanceur SLS (Space Launch System) de la NASA lancera quatre astronautes en orbite lunaire à bord du vaisseau spatial Orion. Une fois Orion accosté à la station Gateway, deux astronautes seront transférés au HLS de Blue Origin pour environ une semaine de voyage dans la région du pôle Sud de la Lune où ils mèneront des activités scientifiques et d’exploration.

Artemis V est décrit par la NASA comme la mission à l’intersection entre la démonstration des capacités d’exploration lunaire initiales de la NASA et la mise en place de systèmes fondamentaux pour soutenir les missions complexes récurrentes en orbite lunaire et à la surface sélène.

Un Blue Moon modifié

Blue Origin faisait équipe en 2021 avec Lockheed Martin, Northrop Grumman et Draper. Cette fois, ils se sont associés à Lockheed Martin, Boeing, Draper, Astrobotic et Honeybee Robotics. Boeing s’était présenté seul en 2021 mais avait été disqualifié par la NASA. Northrop Grumman a rejoint Dynetics pour cette nouvelle proposition. Il y avait 2 autres prétendants que la National Team et Dynetics lors de cet appel d’offres de 2022 mais qui ont été rapidement écartés par la NASA.

La nouvelle proposition de Blue Origin et de ses partenaires comprend quelques modifications par rapport à celle de 2021 suite aux retours de la NASA.

Blue Moon mesurera 16 mètres de haut et aura une masse sèche de 16 tonnes. Il dépassera les 45 tonnes avec ses carburants. L’atterrisseur sera propulsé par de l’hydrogène liquide et de l’oxygène liquide (LOX-LH2). Le grand réservoir en haut du véhicule est destiné à l’hydrogène liquide et celui d’en bas à l’oxygène liquide. Le module de propulsion sera équipé d’un moteur BE-7 déjà en développement.

Il est prévu de lancer l’atterrisseur à vide sous la coiffe du lanceur New Glenn de Blue Origin dont le vol inaugural est attendu pour début 2025 au plus tôt. Le remplissage s’effectuera sur orbite lunaire par un ravitailleur qui lui aura fait le plein en orbite basse. Lockheed Martin construira le transporteur cis-lunaire de Blue Moon, qui fournira la capacité de ravitaillement de l’orbite terrestre basse à une orbite de halo presque rectiligne (NRHO, Near-Rectilinear Halo Orbit), l’orbite de stationnement où l’atterrisseur Blue Moon sera situé (comme la Gateway).

L’atterrisseur se compose d’antennes à gain élevé sur le sommet de l’atterrisseur pour les communications vers la Terre. Les panneaux sur les côtés sont des radiateurs thermiques. Le module d’équipage pressurisé se situe en bas pour emmener jusqu’à 4 astronautes jusqu’à 30 jours sur la Lune. Un adaptateur d’amarrage est montré à gauche des deux fenêtres pour l’amarrage avec la Gateway.

C’est un engin réutilisable au contraire des LM Apollo. L’atterrisseur peut également être configuré pour transporter des marchandises au lieu d’un équipage et est capable de transporter jusqu’à 20 tonnes sur une mission aller-retour réutilisable ou faire atterrir 30 tonnes sur la surface lunaire (sans retour).

Comme pour le Starship, le planning est serré pour développer des technologies innovantes dont notamment le système de propulsion à hydrogène liquide qui doit être maintenu à des températures proches du zéro absolu pour l’empêcher de bouillir. Dans le communiqué officiel de B.O. , c’est d’ailleurs nettement mentionné : ” Nous ferons avancer l’état de l’art en faisant du LOX-LH2 haute performance une combinaison de propergols stockables. Nous développerons et piloterons des refroidisseurs cryogéniques à 20° Kelvin à énergie solaire et les autres technologies nécessaires pour empêcher l’ébullition du LOX-LH2 “.

La NASA paye 3,4 milliards de dollars ce second atterrisseur selon un contrat à prix fixe. Blue Origin aurait au moins mis à la poche pour 3,4 milliards de dollars. A noter que le contrat initial de la NASA pour le Starship lunaire de SpaceX était de près de 3 milliards de dollars. Blue Origin avait alors protesté énergiquement sur la victoire de SpaceX qui aurait “cassé les prix”. En 2022, la NASA a prévu un montant supplémentaire de 1,15 milliard de dollars dans le cadre du contrat HLS pour SpaceX, dans le cadre d’une option pour acheter une deuxième démonstration d’atterrissage avec équipage, portant la valeur totale du contrat HLS de SpaceX à 4,2 milliards de dollars jusqu’en 2027.