Ce n’est un secret pour personne : aller sur la Lune coûte cher, et le coût du carburant en est l’une des principales raisons. C'est pourquoi la réduire a été l'un des principaux objectifs. Il semble désormais que les scientifiques aient trouvé un moyen de réduire les coûts de carburant en utilisant une voie plus économique.
Une nouvelle étude publiée dans la revue Astrodynamics a tracé une nouvelle route entre l'orbite terrestre et celle de la Lune, qui pourrait réduire considérablement les coûts de mission. L’astuce consiste à un arrêt cosmique à un point d’équilibre gravitationnel situé entre les deux corps, appelé point de Lagrange L1.
Le nouvel itinéraire permet d'économiser au moins 58,80 m/s de carburant par rapport aux itinéraires les plus efficaces décrits précédemment. Ce chiffre ne semble peut-être pas dramatique, mais comme le dit le chercheur principal Allan Kardec de Almeida Júnior, « chaque mètre par seconde équivaut à une consommation massive de carburant » dans les voyages spatiaux.
Comment ont-ils trouvé cet itinéraire ?
L’équipe a utilisé un cadre mathématique appelé théorie des connexions fonctionnelles, qui réduit considérablement la puissance de calcul nécessaire pour simuler les trajectoires des engins spatiaux.
Cette efficacité leur a permis d’exécuter 30 millions de simulations d’itinéraires différents, contre 280 000 dans une étude de référence précédente. Plus de simulations signifiaient de meilleures chances de trouver un itinéraire plus économe en carburant, et c'est exactement ce qui s'est produit.
L’itinéraire le plus rentable s’est avéré utiliser en premier la branche du couloir gravitationnel qui passe près de la Lune, ce qui est contre-intuitif puisque le vaisseau spatial voyage depuis la Terre et non vers elle.
La raison pour laquelle cela fonctionne est que le fait de passer près de la Lune permet au vaisseau spatial de profiter d’une assistance gravitationnelle, réduisant ainsi le carburant nécessaire pour entrer sur l’orbite intermédiaire.
Quel est l'avantage du pit stop L1 au point Lagrange ?
Une fois qu'un vaisseau spatial entre dans le point de Lagrange L1, il peut maintenir sa position indéfiniment à l'aide d'un système de contrôle, en attendant que la mission soit prête à passer en orbite lunaire. Contrairement à une trajectoire directe, cette orbite intermédiaire maintient le vaisseau spatial en communication continue avec la Terre et la Lune, ce qui constitue un énorme avantage.
Les chercheurs ont également déclaré que l'ajout de l'influence gravitationnelle du Soleil à leurs simulations pourrait permettre de réaliser des économies de carburant encore plus importantes, même si cela nécessiterait de planifier une date de lancement spécifique.
Avec des centaines de missions spatiales attendues dans un avenir proche, un itinéraire plus économe en carburant signifie plus de charge utile, des coûts réduits et, à terme, davantage de missions qui peuvent augmenter considérablement notre taux de réussite.
