La NASA renonce à l’orbite du Gateway pour ses alunissages de 2028

Les deux équipages qui doivent marcher sur la Lune en 2028, une première depuis 1972, ne passeront pas par l’orbite qui leur était promise depuis des années. Les atterrisseurs de SpaceX et de Blue Origin et le vaisseau Orion de la NASA « ne se retrouveront plus sur une orbite de halo quasi rectiligne autour de la Lune », a annoncé l’agence vendredi 23 octobre, lors d’une conférence de presse au centre spatial Kennedy, mais « sur une orbite qui diffère pour chaque partenaire, en fonction de ses systèmes ». Cette orbite était celle du Gateway, la station lunaire que la NASA a mise en pause en mars. Elle n’avait plus de station à desservir ; elle disparaît aussi du trajet des astronautes.

Le principe des missions ne change pas : quatre astronautes partent de Floride dans Orion, au sommet de la fusée SLS de la NASA ; un atterrisseur commercial rejoint Orion, en emmène deux jusqu’à la surface pendant que les deux autres restent à bord, puis les ramène. Ce qui change, c’est l’endroit et la manière de ce rendez-vous. Et il y a désormais deux scénarios, un par constructeur.

Starship, remorqueur d’Orion

SpaceX garde son ravitaillement en orbite basse terrestre, à quelques centaines de kilomètres d’altitude. Plusieurs Starship « citernes » y transfèrent leurs ergols, le carburant et l’oxydant de la fusée, gardés à très basse température (on dit cryogéniques), vers un Starship « dépôt », qui remplit à son tour l’atterrisseur, le Starship HLS (pour Human Landing System, système d’atterrissage habité).

La nouveauté vient ensuite. Le Starship HLS attendra Orion « en orbite terrestre » ; les deux vaisseaux s’y amarreront, puis l’atterrisseur allumera ses moteurs pour l’injection translunaire, la poussée qui arrache un engin à l’orbite de la Terre pour l’envoyer vers la Lune, et emmènera l’ensemble jusqu’à une orbite lunaire basse. Orion voyagera donc accroché à Starship à l’aller. La NASA écrit qu’elle « travaille à modifier Orion pour permettre à Starship de le pousser jusqu’à la Lune », sans dire en quoi consistent ces modifications. Sa page ne précise pas non plus l’altitude de ce rendez-vous terrestre.

Selon la NASA, ce schéma va « réduire nettement la quantité d’ergols que Starship doit accumuler dans l’espace » et raccourcir le temps qu’il faut aux astronautes, une fois repartis de la surface, pour retrouver Orion. Elle ne chiffre pas le gain en nombre de lancements de citernes. Ce nombre est le point le plus discuté du projet : un membre du comité consultatif de sécurité de la NASA évoquait encore le 22 octobre une estimation de 22 lancements, qu’Elon Musk, le patron de SpaceX, a contestée sur X en avançant six à huit, rapporte SpacePolicyOnline.

Blue Moon, trois étages et une orbite polaire

Blue Origin prend le chemin inverse : pour la mission de 2028, l’entreprise « reporte » le transfert d’ergols en orbite. Son atterrisseur Blue Moon Mark 2 sera emmené vers la Lune par trois étages de transfert, des modules de propulsion tirés du matériel existant des Blue Moon Mark 1 et Mark 2 et qui fonctionnent, selon la NASA, « comme une fusée à plusieurs étages » : ils se détachent l’un après l’autre à mesure que leur carburant s’épuise. Selon CBS News, les trois étages partent chacun sur une fusée New Glenn, avant le lancement de l’atterrisseur ; tout s’assemble en orbite basse terrestre puis part vers la Lune.

L’ensemble se place sur une orbite polaire elliptique, une ellipse qui passe au-dessus des pôles lunaires. Orion, lancé par le SLS, l’y rejoint ; deux astronautes passent dans l’atterrisseur et descendent vers le pôle Sud. Par rapport à l’orbite de halo, cette orbite offre selon la NASA « des retours plus rapides de la surface vers Orion », réclame moins d’ergols à l’atterrisseur et « tire le meilleur parti des performances » du SLS.

Pourquoi l’orbite du Gateway ne convenait plus

L’orbite de halo quasi rectiligne (NRHO en anglais) est une boucle très allongée, en équilibre entre l’attraction de la Terre et celle de la Lune. Elle passe à environ 1 600 km de l’un des pôles lunaires et s’éloigne à quelque 70 000 km de l’autre, une fois tous les sept jours, selon la NASA. L’agence l’avait choisie en 2022 pour une station appelée à rester des années : elle demande peu de carburant pour s’y maintenir, alors qu’une orbite basse en exige davantage, elle garde la Terre toujours en vue pour les communications et elle survole régulièrement le pôle Sud.

Ces qualités servent une station permanente. Pour une mission de quelques jours, l’orbite a un coût : un atterrisseur qui descend depuis une boucle si éloignée, puis remonte la rejoindre, dépense plus d’ergols et doit attendre le bon moment pour le rendez-vous. Ce sont les deux gains que la NASA met en avant pour les nouvelles orbites. Le Gateway mis en pause « dans sa forme actuelle », plus rien n’obligeait Orion et les atterrisseurs à s’y retrouver.

Le dernier changement n’est pas technique. Dans les contrats initiaux, rappelle la NASA, Starship devait servir à Artemis III et IV, Blue Moon à Artemis V. Désormais, aucun des deux n’est affecté à un alunissage précis : « en fonction de l’état de préparation des atterrisseurs », l’agence choisira celui qui déposera les premiers astronautes en 2028, et une seconde occasion d’alunir suivra. « Nous avons l’intention d’attendre le plus longtemps possible avant de décider », a dit Jeremy Parsons, responsable du programme Artemis, cité par CBS News. Selon SpacePolicyOnline, Artemis IV et Artemis V doivent toutes deux se poser en 2028. Les premières sorties sont prévues pour durer environ deux heures chacune, avec les combinaisons d’Axiom Space.

Artemis III, répétition générale près de la Terre

Avant cela, Artemis III, en 2027 (au milieu de l’année, selon SpacePolicyOnline), reste un vol d’essai en orbite basse terrestre, comme la NASA l’avait décidé avant mars. L’agence a publié vendredi son déroulé : 14 jours, trois vaisseaux sur trois fusées lourdes, « ce que la NASA n’a jamais tenté », selon Jeremy Parsons. L’équipage, annoncé le 9 juin, réunit Randy Bresnik, Frank Rubio, Andre Douglas et l’Italien Luca Parmitano, de l’Agence spatiale européenne.

Blue Origin lance d’abord un exemplaire d’essai de Blue Moon Mark 2 sur une orbite circulaire à environ 440 km d’altitude, où il peut attendre jusqu’à 30 jours. Orion, dont le bouclier thermique a été examiné après son retour d’Artemis II en avril, décolle quelques jours plus tard, s’amarre à un port situé à côté de la cabine de l’atterrisseur, et l’équipage y entre pendant environ deux jours pour éprouver l’atmosphère, les commandes et le maintien en vie. Puis SpaceX lance un Starship de troisième génération, sur une orbite plus basse (environ 380 km) : Orion s’amarre à son nez pour un essai de deux heures au plus, sans que l’équipage y pénètre. L’amerrissage est prévu dans le Pacifique, au large de la Californie.

Ce que les deux constructeurs doivent encore prouver

L’administrateur de la NASA, Jared Isaacman, ne cache pas la marche à franchir : « Ce que nous entreprenons est ambitieux. C’est extraordinairement difficile », a-t-il dit, cité par CBS News. Chaque entreprise doit réussir un alunissage sans équipage avant d’en transporter un. Blue Origin y montrera, selon la NASA, « le profil complet de la mission » ; pour SpaceX, la page de l’agence mentionne seulement la démonstration du ravitaillement en orbite. SpaceX prévoit son premier transfert d’ergols début 2027 et son alunissage sans équipage fin 2027, selon SpacePolicyOnline.

Le comité consultatif de sécurité aérospatiale de la NASA (ASAP), un groupe d’experts indépendant qui conseille l’agence, s’était inquiété la veille de l’annonce. Artemis IV, a-t-il relevé, cumule « un grand nombre de premières » : nouveaux atterrisseurs, ravitaillement cryogénique jamais réalisé, terrain du pôle Sud « aux pentes raides, aux soleils rasants et aux températures extrêmes ». Son membre Charlie Precourt, ancien astronaute, a annoncé une recommandation demandant à la NASA de « réexaminer les objectifs de la mission » et d’établir « un plan détaillé d’essais », en notant que l’essai sans équipage exigé ne démontre que l’atterrissage et le rallumage des moteurs, pas le décollage et le retour en orbite lunaire, selon SpacePolicyOnline. Les pages publiées vendredi ne répondent pas à ce point.

Le matériel, lui, n’a pas encore fait ses preuves. SpaceX a mené treize vols d’essai suborbitaux de Starship depuis 2023 et un seul, le plus récent, a placé un Starship en orbite, rappelle CBS News ; Blue Origin se remet de l’explosion d’une New Glenn sur son pas de tir en mai. Pour tenir 2028, l’un des deux devra enchaîner en un peu plus d’un an des lancements rapprochés, un rendez-vous inédit avec Orion et un premier alunissage sans équipage. La NASA ne dit pas ce qu’il adviendrait de l’échéance si aucun n’y parvenait.

Les citations de la NASA, de Jeremy Parsons, de Jared Isaacman et du comité de sécurité sont traduites de l’anglais par la rédaction.