Avant qu'un seul astronaute puisse poser le pied sur la Lune dans le cadre du plan actuel d'Artemis de la NASA, l'architecture de la mission prévoit au moins 15 lancements de fusée distincts, uniquement pour ravitailler l'atterrisseur lunaire en attente en orbite. Ce chiffre apparaît rarement dans les moments forts d'une retransmission de lancement, mais il en dit plus sur la difficulté réelle de ce voyage de retour que n'importe quelle image de fusée décollant de son pas de tir.
Artemis est la campagne de la NASA visant à ramener des astronautes sur la Lune, comblant un vide qui dure depuis 1972, l'agence prévoyant que l'équipage comprenne la première femme à jamais marcher sur la surface lunaire. Y retourner, plus de cinq décennies plus tard, s'est transformé en un casse-tête technique bien plus complexe que ne l'ont jamais été les premiers alunissages.
Les pièces de ce casse-tête comprennent une nouvelle fusée, une capsule qui a déjà des heures de vol à son actif, et une petite station spatiale construite pour passer la majeure partie de sa vie sans personne à bord. Ensemble, elles expliquent pourquoi « retourner sur la Lune » est une phrase bien plus compliquée qu'il n'y paraît.
Cinquante ans jour pour jour
Lorsque la capsule d'Artemis I a finalement amerri, la date n'était pas une coïncidence : elle a touché l'eau exactement 50 ans jour pour jour après Apollo 17, la dernière mission à avoir posé un équipage sur la surface lunaire. La NASA n'a toutefois pas eu besoin de remonter aussi loin pour trouver du matériel déjà testé en vol. Orion, la capsule au cœur d'Artemis, avait déjà effectué un voyage dans l'espace des années plus tôt — un vol en décembre 2014, à bord d'une fusée différente, mené uniquement pour vérifier si son bouclier thermique pouvait survivre à un retour depuis l'espace profond.
Cet écart entre une capsule qui avait une longueur d'avance et une fusée encore loin d'être prête montre d'où viennent en réalité la plupart des retards d'Artemis. Orion était une technologie largement éprouvée ; le véhicule censé la transporter ne l'était pas.
La fusée, l'issue de secours et une capsule qui a du vécu
La fusée qui a finalement fait décoller Orion du pas de tir est le Space Launch System, dont le premier étage s'appuie sur du matériel déjà éprouvé par la NASA : quatre moteurs RS-25, la même famille de moteurs qui a propulsé la flotte des navettes spatiales pendant trois décennies.
Sur le papier, le SLS est la fusée la plus puissante jamais homologuée pour transporter un équipage humain, générant 39 méganewtons de poussée au décollage — plus que tout autre lanceur habité de l'histoire. La poussée brute ne dit cependant pas tout. Une fois prise en compte la masse qu'il peut réellement propulser vers la Lune, le SLS livre environ 27 tonnes métriques sur une trajectoire lunaire, soit à peine la moitié de ce que la Saturn V de l'époque Apollo pouvait transporter avec sa charge utile de 48,6 tonnes métriques. Un moteur plus puissant ne signifie pas automatiquement une livraison plus importante.
Avant que toute cette puissance ne soit utilisée lors d'un vol habité, la NASA teste d'abord le plan de sortie de secours. L'essai Ascent Abort-2 a été conçu autour d'un scénario du pire bien précis : la capacité du système d'échappement de lancement d'Orion à éloigner la capsule et son équipage du SLS en cas de défaillance pendant le moment de l'ascension où le vaisseau subit son plus fort stress aérodynamique.
Une station spatiale conçue pour voler vide
Une fois qu'Orion atteint l'espace lunaire, le plan prévoit qu'elle s'arrime à Gateway, une station conçue pour devenir le tout premier avant-poste international jamais construit en orbite autour de la Lune.
Gateway sera modeste selon les standards des avant-postes orbitaux — environ 20 mètres de long, contre environ 50 mètres pour la Station spatiale internationale — mais elle est tout de même conçue pour permettre à un équipage d'y vivre pendant des périodes allant jusqu'à trois mois.
La plupart du temps, cependant, personne ne sera à bord. La trajectoire propre de Gateway autour de la Lune la place environ 1 000 fois plus loin de la Terre qu'une station en orbite terrestre basse, et l'avant-poste est conçu pour fonctionner sans personnel pendant de longues périodes, y compris pour assurer son propre entretien via des systèmes robotiques en attendant l'arrivée du prochain équipage.
Une boucle de six jours, pas un cercle
Gateway ne se contentera pas non plus de tourner simplement autour de la Lune. Son orbite en halo prévue est une ellipse allongée de six jours et demi, qui s'approche jusqu'à 7000 km de la surface lunaire avant de repartir en boucle jusqu'à environ 70 000 km dans l'espace profond.
Cette forme étrange résout un problème bien réel : la plupart des fusées n'ont tout simplement pas la puissance nécessaire pour voler directement de la Terre jusqu'à la surface lunaire et revenir en un seul voyage. Gateway est plutôt censée servir de relais — atteindre d'abord la station, puis effectuer un saut séparé et plus modeste jusqu'à la surface avant de remonter.
Les deux premiers modules destinés à former la station sont l'élément de puissance et de propulsion de la NASA et un module d'habitation appelé HALO, qui doit également embarquer un relais de communication appelé Lunar Link ainsi qu'une paire d'instruments européens conçus pour surveiller les radiations.
Pourquoi un seul alunissage nécessite 15 lancements
Ce chiffre de quinze lancements évoqué en introduction s'explique par la manière dont l'atterrisseur lunaire actuel obtient son carburant. Plutôt que d'être lancé déjà plein, l'atterrisseur est conçu pour être rempli une fois en orbite, ce qui signifie qu'une fusée-citerne distincte doit voler, s'arrimer et transférer du propergol — à plusieurs reprises — avant qu'un équipage ne monte à bord. Au moins 15 de ces lancements sont nécessaires rien que pour ravitailler l'atterrisseur en vue d'une seule tentative d'alunissage habité, ce qui fait paraître la descente vers la surface presque simple par rapport à tout ce qui doit se passer en orbite au préalable.
Partenaires et factures
Rien de tout cela n'est bon marché, et rien de tout cela ne vient de la NASA seule. Les programmes liés à Artemis devraient coûter environ 93 milliards de dollars sur les exercices budgétaires 2012 à 2025, chacun des premiers lancements d'Artemis étant estimé à 4,1 milliards de dollars.
Pour répartir à la fois le coût et la charge de travail, la NASA a signé les Accords Artemis, non contraignants, qui définissent des principes de coopération pacifique dans l'espace, le Canada et le Japon figurant parmi les signataires, aux côtés d'au moins 18 autres pays participants. L'équipage d'Artemis II reflète directement ce partenariat, volant ensemble comme l'un des résultats internationaux les plus visibles du programme à ce jour.
Ce que vingt ans à bord de l'ISS ont appris à la NASA
Une grande partie de la confiance derrière Artemis trouve sa source dans un laboratoire bien plus proche. La NASA souligne qu'un voyage vers la Lune couvre environ 1 000 fois la distance d'un voyage vers une station en orbite terrestre basse, un bond qui rend chaque marge de survie et de navigation bien moins tolérante aux erreurs.
Cette expérience n'est pas seulement un gain de confiance — elle a directement remodelé les plans matériels. Près de 20 ans d'opérations continues de survie à bord de la station spatiale ont permis aux ingénieurs de repenser les systèmes prévus pour les futures missions vers Mars, avec une réduction de masse de 36 %, un poids qui aurait autrement dû être lancé à un coût considérable.