Un grand pas pour l’homme, mais aussi pour l’industrie spatiale européenne ? C’est le sentiment qui règne au sein de la filière, alors que le programme américain Artémis s’apprête à relancer la conquête de la Lune. Cinquante ans précisément après la dernière mission habitée d’Apollo, les Américains donnent le coup d’envoi, lundi 29 août, d’un nouveau chapitre de l’exploration du satellite naturel de la Terre qui doit, à plus long terme, servir de tremplin à l’aventure martienne. Et l’Europe, via l’industriel Airbus, se trouve aux avant-postes au sein de cette mission ambitieuse, s’échelonnant sur plusieurs années. Un rôle qui était pourtant loin d’être écrit à l’avance…
Le décollage de la nouvelle fusée géante de la Nasa, dénommée Space Launch System (SLS), est prévu – sauf mauvaises conditions météorologiques – à 14h33 (heure de Paris) au centre spatial Kennedy à Cap Canaveral (Floride). Cet engin de 98 mètres de haut est le fruit d'un partenariat entre Boeing, Lockheed Martin, Northrop Grumman et Aerojet Rocketdyne. Objectif de la mission Artémis I, sans équipage ? Envoyer dans l’espace via ce lanceur hors normes le vaisseau Orion pour un voyage test de 42 jours, qui le verra effectuer le tour de la Lune avant de revenir sur Terre. Or cette capsule est constituée d’un élément central, développé et construit par Airbus : l’ESM (European Service Module), chargé de fournir au module d’équipage l’eau, l’oxygène et l’électricité mais aussi d’assurer le contrôle thermique et la trajectoire. Autrement dit, d’assurer la survie des futurs équipages.
L'Europe, un choix par dépit
« C’est la première fois que la NASA fait confiance à l’agence spatiale européenne (ESA) pour fournir un système critique », s’est enthousiasmé Josef Aschbacher, directeur général de l’ESA, mardi 23 août, lors d’une conférence de presse. L’agence a ensuite désigné Airbus maître d’œuvre de l’ESM, assemblé à Brême (Allemagne). Ce module consiste en un cylindre de quatre mètres de diamètre et de hauteur, pour un poids de plus de 13 tonnes (dont 8,6 tonnes de carburant). Bardé de 12 kilomètres de câbles, constitué de plus de 20 000 composants, armé de quatre ailes de panneaux solaires (soit 15 000 cellules solaires) et muni de 33 moteurs, il concentre une bonne part du savoir-faire européen en matière de spatial.
Comment Airbus s’est-il retrouvé embarqué dans cette aventure, jugée d’autant plus importante par les américains que la Chine affiche désormais de fortes ambitions spatiales ? Le choix de la NASA s’est fait… par dépit : en pleine crise budgétaire, peinant à maintenir à flots ses ambitions spatiales durant les années 2010, l’agence américaine s’est tournée vers des acteurs non américains pour réduire les coûts.
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Des relations difficiles avec Lockheed Martin
L’ESA a sauté sur l’occasion, arguant de l’expérience d’Airbus accumulée avec l’ATV (Automated Transfer Vehicle), le cargo spatial qui a ravitaillé la Station Spatiale Internationale (ISS) entre 2008 et 2014, et de la protection financière que cela garantissait, le Congrès américain ne pouvant a priori pas se permettre de couper en cours de route des crédits auprès de pays alliés. Au passage, la participation d’européens aux vols habités prévus au sein d’Artémis semble assurée. Ce choix de la NASA pour un projet aussi sensible a fait grincer des dents auprès des industriels américains. Lockheed Martin, notamment, a vécu comme un affront la nécessité de travailler en tandem avec Airbus.
Aujourd’hui encore, les relations avec Lockheed Martin ne sont pas toujours évidentes. Avec la NASA en revanche, les différents acteurs ont trouvé leurs marques et la confiance s’est installée. Aujourd’hui, six modules ESM ont été contractualisés, pour un budget de 2,1 milliards d’euros : l’ESM-2, livré en 2021, permettra à Artémis II de faire le tour le Lune avec quatre astronautes en 2024, puis l’ESM-3 alimentera la mission Artémis 3 qui prévoit vers 2025 de poser le pied sur la Lune. Les trois ESM suivants permettront notamment l’arrimage à la future station orbitale Lunar Gateway. Un contrat historique qui a de quoi satisfaire Airbus mais aussi ses partenaires tels qu’ArianeGroup (moteurs), Thales Alenia Space (intégration systèmes), l’italien Leonardo (boîtier de puissance) ou bien encore le suisse Ruag (mécanismes pour panneaux solaires).
Airbus C'est sur son site allemand de Brême qu'Airbus assemble les modules ESM - photo : Airbus)
Si les équipes d’Airbus et de ses partenaires industriels ont pu s’appuyer sur l’ATV, reste que de nombreux défis technologiques ont dû être relevés. « La propulsion constitue l’un des principaux changements entre les deux engins, résume Antoine Alouani, ingénieur systèmes propulsifs au sein d’Airbus Defence and Space. L’unique réservoir de l’ESM alimente trois types de moteurs différents, ce qui représente une immense difficulté. » Explications : Orion nécessite des performances de poussée inédites, la capsule se retrouvant jusqu’à 70 000 km derrière la Lune et devant regagner la Terre. Le module est basé sur l’utilisation du moteur principal OMS de l’ex navette spatiale (Space Shuttle) mais aussi de 8 propulseurs auxiliaires et de 24 propulseurs de contrôle issus de l’ATV, soit un total de 33 moteurs.
Une production en série imminente
Deuxième difficulté qu’il a fallu résoudre : adapter le module à un environnement spatial inédit. « Autour de la Terre, l’environnement est dangereux mais bien connu, la ceinture de Van Allen protégeant notamment des radiations, précise Antoine Alouani. Mais derrière la Lune, ce n’est plus le cas. » Risques de collisions avec des micro météorites, niveau de radiations plus élevé, températures nettement plus basses… « Ces conditions particulières ont contraint à revoir en profondeur le design de l’ATV », souligne l’expert. L’ESM est ainsi recouvert d’une protection en kevlar et les systèmes avioniques redondants ont été positionnés à l’opposé les uns des autres. Quant à la fourniture d’eau et d’oxygène, là encore, Airbus a mis au point de nouveaux systèmes.
Désormais au cœur de l’un des programmes spatiaux les plus ambitieux du moment, Airbus et ses partenaires peuvent se frotter les mains. Alors que l’ESM n’est pas conçu pour revenir sur Terre, trois autres modules (ESM 7, 8 et 9) devraient être prochainement demandés par la NASA et la possibilité d’une commande pour trois modules supplémentaires (10, 11 et 12) est aussi attendue côté européens. « La construction de l’ESM par l’Europe représente une très grande responsabilité, relève Jean-Marc Nasr, responsable des systèmes spatiaux chez Airbus. Le troisième ESM marquera l’entrée de la production en série, avec environ une livraison par an. » Ce troisième exemplaire, en cours d’intégration à Brême, devrait être livré dans le courant de l’année prochaine.
