Blue Ghost Mission 1 : Une nouvelle étape dans l’exploration lunaire privée

La première mission Blue Ghost de l’entreprise américaine Firefly, surnommée « Ghost Riders in the Sky« , vient de décoller ce 15 janvier pour une tentative d’alunissage en mars. Elle avait pour co-passager la mission Hakuto-R M2.

Les objectifs scientifiques de la mission sont d’étudier le flux de chaleur de l’intérieur lunaire, les champs électriques et magnétiques de la croûte lunaire. Il prendra également des images radiographiques de la magnétosphère terrestre. Les tests technologiques comprennent l’échantillonnage et l’adhérence des régolites, les capacités du système mondial de navigation par satellite (GPS), la tolérance aux rayonnements et l’atténuation de la poussière à l’aide de champs électrodynamiques.

Blue Ghost, nouveau cargo lunaire

Firefly est une entreprise texane qu’on connaissait plus jusqu’à présent comme le fabricant du lanceur léger Alpha, avec 5 lancements à fin 2024, dont 1 échec et 2 réussites partielles. Elle développe également un véhicule orbital, Elytra.

Avec les entreprises américaines Intuitive Machines (IM-1 Nova-C) et Astrobotic (Peregrine) et Draper, Firefly a gagné l’appel d’offres CLPS, Commercial Lunar Payloads Services, de la NASA pour plusieurs millions de dollars pour aider à stimuler le développement de leurs atterrisseurs, qui, à leur tour, fournissent à l’agence spatiale un moyen d’envoyer des expériences scientifiques sur la Lune.

Mesurant 2 mètres de haut et 3,5 mètres de large, Blue Ghost est conçu avec 4 pieds absorbant les chocs, un centre de masse bas et une large empreinte au sol. Il dispose de deux ponts pour le montage des équipements et d’une capacité de charge utile de 155 kg.

Les composants principaux de l’atterrisseur, notamment les panneaux, les entretoises, les pieds, les harnais, l’avionique, les batteries et les propulseurs ont été conçus et construits en interne chez Firefly en utilisant bon nombre des mêmes technologies éprouvées en vol communes à tous les lanceurs et véhicules orbitaux de l’entreprise.

Blue Ghost dispose de 3 antennes en bande S et une antenne en bande X pour les communications vers la Terre, la transmission de vidéos HD et des données. Les communications à la surface permettent une moyenne de liaison descendante de 6 Mbps, une crête de 10 Mbps et une moyenne de liaison montante de 0,2 kbps, une crête de 2 kbps.

L’énergie est fournie par 3 panneaux solaires qui sont montés sur les côtés du lander ou déployés de manière à pouvoir dépasser au-dessus du pont supérieur, en fonction de l’orientation de l’atterrisseur et du Soleil. Les panneaux fournissent une puissance nominale de 400 W. Le contrôle thermique est obtenu à l’aide de caloducs, de radiateurs, d’isolants multicouches et de radiateurs actifs.

Le système de propulsion utilise comme carburant hypergolique du MMH (monométhylhydrazine) et un oxydant MON-3 (oxydes mixtes d’azote). Les 8 propulseurs RCS (Reaction Control System), nommés Spectre, produisent 1 600 N de poussée totale pour maintenir l’orientation pendant les manœuvres et l’atterrissage. 12 ACS à gaz froid contrôlent le pointage dans les phases de croisière et fournissent une poussée avant les manœuvres. Le moteur principal de Blue Ghost produit plus de 1 000 N de poussée pour l’insertion en orbite lunaire et le freinage pour l’alunissage.

Les 2 caméras de navigation vont cibler la zone d’atterrissage, identifier les dangers potentiels et déterminer le site d’atterrissage le plus sûr.

Firefly a effectué près de 100 tests de chute des jambes de l’atterrisseur sur plusieurs surfaces, notamment du sable, du simulant lunaire et du béton, pour garantir que les coussinets amortisseurs de Blue Ghost puissent résister à la nature imprévisible de la surface lunaire. L’équipe a en outre construit un paysage lunaire dans son Rocket Ranch pour tester le système d’évitement des dangers et de navigation relative au terrain sur un simulateur, garantissant ainsi que le système peut identifier le site d’atterrissage le plus sûr dans les derniers instants de la descente. Les 4 pieds utilisent un noyau en nid d’abeille s’écrasant pour absorber les chocs. Des capteurs de contact sur les pieds déclencheront l’arrêt du moteur principal à l’alunissage.

Les tests environnementaux (tests de vibration, d’acoustique, de vide thermique, d’interférence et de compatibilité électromagnétique) ont été effectués au Jet Propulsion Laboratory de la NASA afin de garantir que l’atterrisseur intégré peut résister à divers environnements de vol pendant le lancement, le transit et l’atterrissage sur la Lune.

12 charges utiles à bord de Blue Ghost Mission 1

Pour cette première mission, BGM1 (Blue Ghost Mission 1), il y a 12 charges utiles à bord dont 10 pour la NASA.

• LISTER (Instrumentation lunaire pour l’exploration thermique souterraine avec rapidité) : LISTER caractérisera le flux de chaleur de l’intérieur de la Lune en mesurant le gradient thermique et la conductivité du sous-sol lunaire. Il effectuera plusieurs mesures jusqu’à une profondeur finale de 2 à 3 mètres en utilisant sa technologie de forage pneumatique avec un instrument à aiguille à flux thermique personnalisé à son extrémité.
• LPV démontrera la collecte d’échantillons de façon pneumatique de régolithe lunaire en collectant et en triant le régolithe dans sa chambre de collecte d’échantillons. Lors de son déploiement à la surface, PlanetVac tirera une explosion de gaz sur la surface lunaire. En quelques secondes, le régolithe de surface serait projeté dans une chambre de collecte pour une inspection visuelle (caméra). Des jets de gaz supplémentaires au sein de la station de tri effectueront le tamisage. La station de tri comprend des coupons de matériau pour tester l’adhésion des poussières de régolite et l’efficacité des jets de gaz en tant qu’agent de nettoyage. Par rapport aux méthodes alternatives de collecte d’échantillons, telles que les bras robotiques, PlanetVac démontrera une solution rapide et peu coûteuse de faible masse.
• NGLR doit déterminer la distance entre la Terre et la Lune en réfléchissant de très courtes impulsions laser provenant des observatoires lunaires de télémétrie laser (LLRO) basés sur Terre et en mesurant le temps de transit des impulsions laser vers la Lune et retour. NGLR améliorera considérablement les données encore obtenues à partir des rétroréflecteurs de l’ère Apollo et prendra en charge les mesures de portée submillimétrique.
• RAC déterminera comment le régolithe lunaire adhère à une gamme de matériaux exposés à l’environnement de la Lune tout au long de la journée lunaire. RAC mesurera les taux d’accumulation de régolithe lunaire sur les surfaces de plusieurs matériaux (par exemple, cellules solaires, systèmes optiques, revêtements et capteurs) par imagerie afin de déterminer leur capacité à repousser ou à éliminer la poussière lunaire. Les données capturées permettront à l’industrie de tester, d’améliorer et de protéger les engins spatiaux, les combinaisons spatiales et les habitats lunaires du régolithe abrasif.
• RadPC fera la démonstration d’un ordinateur capable de se remettre des défauts causés par les rayonnements ionisants. Plusieurs prototypes de RadPC ont été testés à bord de l’ISS et de satellites en orbite autour de la Terre, mais il fournira le plus gros essai à ce jour en démontrant la capacité de l’ordinateur à résister au rayonnement spatial lorsqu’il traverse les ceintures de radiations de la Terre, pendant son transit vers la Lune, et sur la surface lunaire.
• EDS est une technologie active d’atténuation de la poussière qui utilise des champs électriques pour déplacer la poussière des surfaces et empêcher l’accumulation de poussière sur les surfaces. EDS, qui peut soulever, transporter et éliminer les particules des surfaces sans pièces mobiles, fera sa première démonstration sur la surface lunaire. Cette technologie montrera la faisabilité de surfaces autonettoyantes en verre et en protection thermique. En plus du dépoussiérage, l’EDS appliquera de la poussière lunaire sur ces surfaces à l’aide d’une nouvelle technologie de dépoussiérage qui soulèvera et transportera la poussière de la surface lunaire à l’emplacement souhaité sans pièces mobiles ni gaz. L’EDS sera libéré d’une cinquième jambe de l’atterrisseur et positionné directement sur la surface lunaire pour maximiser le contact avec la poussière.
• LEXI prendra une série d’images à rayons X pour étudier l’interaction du vent solaire et du champ magnétique terrestre qui entraîne les perturbations géomagnétiques et les tempêtes. Cet instrument fournira les premières images globales montrant la limite du champ magnétique terrestre pour des informations critiques sur la façon dont la météorologie spatiale et les autres forces cosmiques entourant notre planète impactent la Terre.
• LMS doit caractériser la structure et la composition du manteau de la Lune en mesurant les champs électriques et magnétiques. Cette étude aidera à déterminer la structure de température et l’évolution thermique de la Lune pour comprendre comment la Lune s’est refroidie et s’est chimiquement différenciée depuis sa formation.
• LuGRE recevra et suivra les signaux des constellations de satellites de navigation GPS et Galileo pendant le transit Terre-Lune et tout au long d’une journée lunaire complète à la surface de la Lune. Cette démonstration permettra de caractériser et d’étendre la navigation et la synchronisation basées sur le système mondial de navigation par satellite (GNSS) à l’orbite lunaire et à la surface de la Lune, fournissant ainsi aux engins spatiaux lunaires des estimations précises de position, de vitesse et de temps de manière autonome, à bord et en temps réel.
• SCALPSS utilisera la photogrammétrie par imagerie stéréo pour capturer l’impact du panache du moteur de l’atterrisseur sur le régolithe lunaire lorsque le lander descend à la surface de la Lune. Les images stéréo haute résolution aideront à créer des modèles pour prédire l’érosion du régolithe lunaire, une tâche importante car des charges utiles plus importantes et plus lourdes sont livrées à la Lune à proximité les unes des autres.

Si tout va bien, Blue Ghost prendra également des images d’une éclipse solaire depuis la surface lunaire les 13 et 14 mars. Lors d’une éclipse lunaire, la Terre se trouve précisément entre le Soleil et la pleine lune. La Terre projette son ombre sur la surface lunaire, et seule la lumière du Soleil qui arrive à la surface lunaire est filtrée par l’atmosphère terrestre, elle a donc l’air rougeâtre comme un coucher de soleil. Depuis la Lune, une éclipse totale de Lune devrait ressembler à une éclipse totale de Soleil par la Terre. BGM1 fournira des données sur la façon dont le régolithe lunaire réagit aux influences solaires pendant les conditions du crépuscule lunaire.

Alunissage en mars à Mare Crisium

Après le lancement, Blue Ghost va passer environ 30 jours en transit vers la Lune, dont 25 jours en orbite terrestre, laissant suffisamment de temps pour effectuer des contrôles de santé sur chaque sous-système et commencer la science de certaines charges utiles comme luGRE et RadPC.

Après l’insertion en orbite lunaire, BGM1 devrait rester en orbite pendant environ 2 semaines.

Blue Ghost Mission 1 tentera l’alunissage début mars.

Il est prévu que les opérations à la surface lunaire durent une journée lunaire (14 jours terrestres) et plus de 5 heures dans la nuit sélène.

L’atterrissage de Blue Ghost Mission 1 est prévu à Mare Crisium (la mer des Crises), un bassin bas (environ 1,8 km sous le niveau de référence lunaire) sur la face visible de la Lune, au nord est de la Mer de la Tranquilité. Cette mer s’étend sur 740 km. La mission soviétique Luna-24 a atterri sur Mare Crisium en 1976 et a renvoyé des échantillons de la surface lunaire vers la Terre. Luna-15 s’est écrasé sur Mare Crisium en 1969. Mare Crisium s’est formée lorsqu’un impact d’astéroïde a créé un bassin qui a ensuite été rempli de lave basaltique. Les basaltes de Mare Crisium sont âgés de 2,5 à 3,3 milliards d’années, comme déterminé par l’analyse isotopique radioactive des échantillons renvoyés par la mission soviétique Luna-24.

Firefly prépare déjà les prochaines missions

Firefly développe sa deuxième mission lunaire, Blue Ghost Mission 2, qui déploiera d’abord un satellite en orbite lunaire, le Lunar Pathfinder de l’ESA, et livrera plusieurs charges utiles sur la face cachée de la Lune en 2026.

La troisième mission de Firefly sur la Lune prévue pour 2028 utilisera l’atterrisseur lunaire Blue Ghost de Firefly, le véhicule orbital Elytra Dark et un rover.

Mais ça, ça sera pour de futurs articles !

Source principale : https://fireflyspace.com/missions/blue-ghost-mission-1/

Revoir le décollage et les explications sur la mission données lors de mon live :