En juin, un équipage de quatre personnes entrera dans un hangar du Johnson Space Center de la NASA à Houston, au Texas, et passera un an à l’intérieur d’un bâtiment imprimé en 3D. Constitué d’une bouillie qui, avant de sécher, ressemblait à des rangées de glaces molles soigneusement disposées, Mars Dune Alpha dispose de quartiers pour l’équipage, d’un espace de vie partagé et d’espaces dédiés à l’administration des soins médicaux et à la culture des aliments. L’espace de 1 700 pieds carrés, qui est de la couleur du sol martien, a été conçu par le cabinet d’architecture BIG-Bjarke Ingels Group et imprimé en 3D par Icon Technology.
Les expériences à l’intérieur de la structure se concentreront sur les problèmes de santé physique et comportementale que les gens rencontreront lors de résidences de longue durée dans l’espace. Mais c’est aussi la première structure construite pour une mission de la NASA par l’équipe Moon to Mars Planetary Autonomous Construction Technology (MMPACT), qui se prépare actuellement aux premiers projets de construction sur un corps planétaire au-delà de la Terre.
Lorsque l’humanité retournera sur la Lune dans le cadre du programme Artemis de la NASA, les astronautes vivront d’abord dans des endroits comme une station spatiale en orbite, sur un atterrisseur lunaire ou dans des habitats de surface gonflables. Mais l’équipe MMPACT se prépare à la construction d’ouvrages durables et pérennes. Pour éviter le coût élevé de l’expédition de matériel depuis la Terre, ce qui nécessiterait des fusées massives et des dépenses en carburant, cela signifie utiliser le régolithe qui est déjà là, le transformer en une pâte qui peut être imprimée en 3D en couches minces ou en différentes formes.
Le premier projet hors planète de l’équipe est provisoirement prévu pour la fin de 2027. Pour cette mission, un bras robotique avec une excavatrice, qui sera attaché au côté d’un atterrisseur lunaire, triera et empilera le régolithe, explique le chercheur principal Corky Clinton. Les missions suivantes se concentreront sur l’utilisation d’excavatrices semi-autonomes et d’autres machines pour construire des quartiers d’habitation, des routes, des serres, des centrales électriques et des boucliers anti-souffle qui entoureront les rampes de lancement de fusées.
La première étape vers l’impression 3D sur la lune consistera à utiliser des lasers ou des micro-ondes pour faire fondre le régolithe, explique Jennifer Edmunson, chef de l’équipe MMPACT. Ensuite, il doit refroidir pour permettre aux gaz de s’échapper; ne pas le faire peut laisser le matériau criblé de trous comme une éponge. Le matériau peut ensuite être imprimé dans les formes souhaitées. Comment assembler les pièces finies est encore en cours de décision. Pour garder les astronautes hors de danger, Edmunson dit que l’objectif est de rendre la construction aussi autonome que possible, mais elle ajoute : “Je ne peux pas exclure l’utilisation d’humains pour entretenir et réparer notre équipement à grande échelle à l’avenir.”
L’un des défis auxquels l’équipe est maintenant confrontée est de savoir comment transformer le régolithe lunaire en un matériau de construction suffisamment solide et durable pour protéger la vie humaine. D’une part, puisque les futures missions Artemis seront proches du pôle sud de la lune, le régolithe pourrait contenir de la glace. Et d’autre part, ce n’est pas comme si la NASA avait des monticules de vraie poussière et de roches lunaires à expérimenter, juste des échantillons de la mission Apollo 16.
L’équipe MMPACT doit donc créer ses propres versions synthétiques.
Edmunson garde des seaux dans son bureau d’environ une douzaine de combinaisons de ce que la NASA s’attend à trouver sur la lune. Les recettes comprennent divers mélanges de basalte, de calcium, de fer, de magnésium et d’un minéral appelé anorthite qui ne se produit pas naturellement sur Terre. Edmunson soupçonne que l’anorthite synthétique blanche et brillante développée en collaboration avec la Colorado School of Mining est représentative de ce que la NASA s’attend à trouver sur la croûte lunaire.
Pourtant, alors que l’équipe estime qu’elle peut faire un “raisonnablement bon travail” pour faire correspondre les propriétés géochimiques du régolithe, dit Clinton, “il est très difficile de faire les propriétés géotechniques, la forme des différents petits morceaux d’agrégat, parce qu’ils ‘ re construit par des collisions avec des météorites et tout ce qui a frappé la lune pendant 4 milliards d’années.
