Il existe un paradoxe silencieux dans l'exploration spatiale. Plus l'humanité voyage loin de la Terre, plus chaque mission devient lourde. Chaque kilogramme de carburant doit être soulevé du puits de gravité de la planète, transporté à travers le vide et rationné avec soin en cours de route. Pendant des décennies, cette réalité a façonné la manière dont les missions sont conçues et jusqu'où les vaisseaux spatiaux peuvent aller.

Mais que se passerait-il si le carburant pour les futurs voyages n'avait pas à quitter la Terre ?

Les scientifiques et les ingénieurs ont longtemps imaginé une approche différente : celle où les vaisseaux spatiaux se ravitaillent en utilisant des ressources déjà présentes dans l'espace. Parmi les ressources les plus prometteuses, il y a quelque chose de surprenant : la glace d'eau.

Dans les cratères en permanence ombragés des régions polaires de la Lune, les chercheurs pensent qu'il pourrait exister d'énormes dépôts d'eau gelée, préservés dans l'obscurité où la lumière du soleil atteint rarement. Pendant des années, les observations de vaisseaux spatiaux et les missions lunaires ont suggéré que cette glace pourrait un jour soutenir l'exploration bien au-delà de la Lune elle-même.

Maintenant, la NASA et ses partenaires travaillent à tester des technologies qui pourraient transformer cette glace en carburant de fusée.

Le concept repose sur un principe chimique simple. L'eau est composée d'hydrogène et d'oxygène, deux éléments qui, lorsqu'ils sont séparés et liquéfiés, forment l'un des propulseurs de fusée les plus efficaces connus. De nombreuses fusées utilisent déjà de l'hydrogène liquide et de l'oxygène liquide comme carburant.

Le défi ne réside pas dans la chimie, mais dans l'environnement.

L'extraction de la glace du sol lunaire nécessite des systèmes capables de fonctionner dans un froid extrême et une faible gravité. Les ingénieurs doivent concevoir des machines capables de creuser, chauffer et traiter le matériau gelé tout en consommant le moins d'énergie possible. Une fois l'eau extraite, elle doit être purifiée puis séparée en hydrogène et oxygène à l'aide d'un processus connu sous le nom d'électrolyse.

À partir de là, les gaz doivent être refroidis et stockés sous forme de propulseurs liquides.

La NASA a commencé à tester des technologies qui pourraient effectuer ces étapes dans l'espace ou à la surface de la Lune. Une partie du travail implique des foreuses spécialisées et des systèmes d'extraction conçus pour rassembler le sol glacé. D'autres expériences se concentrent sur des unités de traitement compactes capables de convertir l'eau en carburant utilisable.

L'idée plus large est souvent décrite comme l'utilisation des ressources in situ, ou ISRU—utiliser des matériaux trouvés à destination plutôt que de transporter tout depuis la Terre.

Si cela réussit, une telle technologie pourrait remodeler la logistique des missions lunaires.

Les futurs atterrisseurs lunaires pourraient arriver sur la Lune en ne transportant que suffisamment de carburant pour leur descente initiale. Après avoir atterri, ils pourraient se ravitailler en utilisant le propulseur produit à partir de glace extraite localement. Ce carburant pourrait ensuite alimenter des voyages de retour vers l'orbite lunaire ou soutenir des missions supplémentaires à travers la surface de la Lune.

À plus long terme, certains chercheurs imaginent un réseau de stations de ravitaillement dans l'espace.

Un vaisseau spatial voyageant plus profondément dans le système solaire pourrait s'arrêter près de la Lune pour reconstituer ses réservoirs de propulseur, un peu comme un véhicule s'arrêtant à une station-service avant de poursuivre un long voyage. En réduisant le besoin de lancer de grandes quantités de carburant depuis la Terre, de tels systèmes pourraient rendre les missions dans l'espace lointain plus efficaces et potentiellement moins coûteuses.

L'idée suscite un intérêt croissant alors que la NASA se prépare pour de futures missions dans le cadre du programme Artemis, qui vise à ramener des astronautes sur la Lune et à établir une présence plus durable là-bas.

Tester ces technologies sur Terre et dans l'espace est un processus graduel. Les ingénieurs doivent prouver que les systèmes d'extraction fonctionnent de manière fiable, que l'équipement d'électrolyse peut fonctionner dans des environnements difficiles et que les propulseurs stockés restent stables sur de longues périodes.

Chaque étape rapproche les chercheurs de la réponse à une question qui persiste depuis les débuts de l'exploration lunaire : la Lune peut-elle aider à alimenter l'expansion de l'humanité dans le système solaire ?

Pour l'instant, les expériences de la NASA font partie de cet effort plus large pour comprendre comment les missions spatiales pourraient dépendre moins des fournitures de la Terre et davantage des ressources déjà éparpillées à travers le cosmos.

Dans les années à venir, les missions à venir et les démonstrations technologiques continueront d'explorer si la glace lunaire peut vraiment devenir une source de propulseur. Si le concept s'avère pratique, l'eau gelée cachée dans des cratères ombragés pourrait finalement aider à alimenter des atterrisseurs, des vaisseaux spatiaux et peut-être même la prochaine génération de voyages au-delà de la Lune.

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Sources référencées dans le rapport : NASA Space.com Ars Technica ScienceDaily IEEE Spectrum