La NASA envisage certaines technologies futures sauvages

L’avenir de l’exploration spatiale nécessite de grandes idées, et la NASA n’a aucune objection à considérer certaines des plus grandes idées qui existent. Le programme Innovative Advanced Concepts (NIAC) de l’agence spatiale existe précisément dans ce but, et elle a choisi la prochaine génération de concepts dignes d’une première étude.

La dernière série de subventions du NIAC a été accordée à 14 équipes de recherche, chacune recevant 175 000 $ pour développer davantage ses concepts, Nasa annoncé hier. Sur les 14, 10 sont des bénéficiaires du CANI pour la première fois. Ce sont toutes des études préliminaires de phase I, qui doivent être achevées dans les neuf mois.

« Ces études initiales de phase I du NIAC aident la NASA à déterminer si ces idées futuristes pourraient ouvrir la voie à de futures capacités d’exploration spatiale et permettre de nouvelles missions étonnantes », a déclaré Michael LaPointe, responsable du programme pour le NIAC, dans le communiqué.

Le succès de la phase I pourrait voir certains de ces concepts passer à la phase II, dans laquelle les chercheurs se voient accorder plus de financement et deux ans de plus pour développer davantage leurs programmes ambitieux. Seuls quelques privilégiés se rendent à la troisième base: Phase III.

Les subventions NIAC couvrent généralement un large éventail d’intérêts spatiaux, et les sélections pour cette année ne sont pas différentes. La NASA trouve un équilibre entre les sciences de la Terre et de l’espace, l’exploration spatiale et, ce qui est particulièrement important pour l’agence spatiale, la poursuite de son programme Artemis, dans le cadre duquel la NASA recherche un retour durable et prolongé sur la Lune.

Voler AirTitan

Parmi les concepts les plus accrocheurs figure le Projet AirTitan imaginé par le scientifique planétaire Quinn Morley de Planet Enterprises. Divers concepts pour explorer Titan, la lune de Saturne, ont été proposé avantet la NASA est déjà en train de préparation de la mission Dragonfly, mais l’idée de Morley est visiblement de niveau supérieur. Le véhicule autonome AirTitan serait tout aussi confortable à voler dans l’épaisse atmosphère de Titan qu’à naviguer sur ses lacs de méthane.

Morley envisage des vols quotidiens pour AirTitan, car il passe de manière transparente de la motomarine (euh, méthane ?) à l’avion. En plus d’échantillonner l’atmosphère complexe de Titan, la sonde collecterait et analyserait des échantillons liquides. En effet, Titan présente un intérêt astrobiologique important, car il pourrait héberger une chimie organique prébiotique. Cela dit, les lacs huileux épais pourraient présenter un problème, mais une doublure d’aile gonflable pourrait « offrir de la résilience et atténuer les problèmes d’accumulation de boues », selon Morley.

Mégaconstellations satellitaires pour l’astronomie

La NASA s’intéresse également au Grand observatoire des grandes longueurs d’onde (GO-LoW) concept proposé par Mary Knapp du Massachusetts Institute of Technology. Cet observatoire spatial serait composé de milliers de satellites identiques travaillant au cinquième point de Lagrange Terre-Soleil (L5). En chassant les émissions radio à des fréquences comprises entre 100 kHz et 15 MHz, le réseau de satellites pourrait étudier les champs magnétiques d’exoplanètes lointaines et détecter des exoplanètes rocheuses similaires à la nôtre.

L’approche « échec rapide, échec bon marché est un changement radical par rapport aux pratiques traditionnelles », écrit Knapp, ajoutant que « SpaceX et d’autres nouveaux entrants sur le marché des lanceurs ont poussé le marché à réduire de plus en plus les coûts, grâce aux innovations de fabrication et à l’économie de échelle derrière les méga-constellations.

Propulsion à faisceau de pastilles

La NASA veut qu’Artur Davoyan de l’Université de Californie à Los Angeles développe davantage son système de propulsion à faisceau de pastilles concept, que l’ingénieur mécanique et aérospatial envisage comme un moyen de transporter des engins spatiaux lourds vers des cibles à travers le système solaire et même dans l’espace interstellaire. Le système de propulsion proposé utiliserait un faisceau de pastilles – un faisceau de particules microscopiques à hypervitesse propulsées par des lasers – pour pousser le vaisseau spatial vers les emplacements souhaités. Contrairement à d’autres concepts, le faisceau de pastilles permet le transport d’engins spatiaux lourds, ce qui, selon Davoyan, « augmente considérablement la portée des missions possibles ».

La propulsion par faisceau de pastilles pourrait transporter des charges utiles vers les planètes extérieures en moins d’un an et à des distances supérieures à 100 fois la distance Terre-Soleil (au) en environ trois ans, affirme-t-il. Pour l’étude en cours, Davoyan examinera l’efficacité de l’utilisation du faisceau de pastilles pour transporter une charge utile d’une tonne à 500 ua en moins de 20 ans. Pour référence, Pluton est « seulement » à 35,6 ua de la Terre, tandis que Voyager 2 de la NASA, lancée il y a 45 ans, est maintenant à environ 133 ua de la Terre.

Un pipeline d’oxygène au pôle sud lunaire

L’une des principales priorités du programme Artemis de la NASA est de maintenir une présence durable sur la Lune, un défi que l’agence spatiale pourrait surmonter en utilisant ressources sur place, telles que l’extraction de l’oxygène du régolithe lunaire (sol) et de la glace d’eau. Peter Curreri de Lunar Resources à Houston est d’accord, mais il n’est pas fan du plan actuel de la NASA, car il explique:

Efforts actuellement financés pour in situ [on-site] l’extraction d’oxygène consiste à embouteiller l’oxygène dans des réservoirs de gaz comprimé ou à le liquéfier et le stocker dans des dewars. L’une ou l’autre approche nécessite le transport par camion de réservoirs ou de dewars vers diverses installations pour utilisation. Le processus de déplacement de cet oxygène sur les rovers consomme plus d’énergie que le processus d’extraction et est considéré comme l’aspect le PLUS coûteux pour obtenir de l’oxygène in situ à utiliser sur la Lune compte tenu des longues distances entre une zone d’extraction de ressources et un habitat humain. ou usine de liquéfaction.

Au lieu de cela, Curreri propose un pipeline lunaire, qui serait construit au pôle sud lunaire, car c’est là que se trouve la majeure partie de la glace d’eau de la Lune. Le concept a attiré l’attention de la NASA, ce qui a abouti à la subvention de recherche de phase I.

Les pipelines fourniraient aux colons un accès constant à l’oxygène précieux, tout en reliant les colonies dispersées. « Un pipeline lunaire n’a jamais été poursuivi et révolutionnera les opérations de surface lunaire pour le programme Artemis et réduira les coûts et les risques », a déclaré Curreri.

Faire pousser des briques sur Mars

La NASA vise également Mars, elle souhaite donc que Congrui Grace Jin, une ingénieure de l’Université du Nebraska-Lincoln, concrétise son idée de faire pousser des briques sur Mars, au lieu de les importer de la Terre. En effet, les colons devront construire des structures sur Mars, mais cela nécessiterait le lancement de matériaux sur des missions distinctes, ce qui augmenterait les coûts. Plus concrètement, la recherche de Jin « propose que, plutôt que d’expédier des éléments d’équipement préfabriqués sur Mars, l’équipement de l’habitat puisse être réalisé par une construction in situ utilisant des cyanobactéries et des champignons comme agents de construction ».

Ces microbes seraient persuadés de générer des biominéraux et des polymères pour coller le régolithe martien en blocs de construction. « Ces blocs de construction à croissance automatique peuvent ensuite être assemblés en diverses structures, telles que des sols, des murs, des cloisons et des meubles », écrit Jin.

Ce ne sont là que quelques-uns des 14 concepts choisis par la NASA pour la subvention NIAC de cette année. Vous pouvez en savoir plus sur les autres propositions de recherche ici. Et pour être clair, ces concepts n’ont pas été approuvés en tant que projets réels – ils doivent tous encore passer le test de reniflement de la NASA. Certains et éventuellement tous de ces idées peut mourir sur la vigne, mais ces sortes de spéculations sont toujours valables et un avant-goût de ce qui pourrait éventuellement être possible.