Une équipe internationale a calculé un trajet Terre-Lune le plus économe de tous les temps. 58,80 mètres par seconde de carburant en moins, sur un budget total de 3 342,96 m/s. Le calcul a passé au crible 30 millions de trajectoires et retient un passage par le point de Lagrange L1.
Un voyage vers la Lune coûte cher, alors le moindre mètre par seconde économisé compte dans le budget. Des universités du Portugal, l'Observatoire de Paris et deux universités brésiliennes viennent de tracer un itinéraire moins gourmand que les meilleures routes connues. 58,80 m/s contre 3 342,96 au total, presque rien en somme. Pourtant chaque correction de vitesse réclame du propergol, et pour Allan Kardec de Almeida Júnior, chercheur à l'université de Coimbra et premier auteur de l'étude, chaque mètre par seconde équivaut à une consommation massive de carburant.
Un détour près de la Lune plutôt qu'un raccourci vers la Terre
Le vaisseau quitte d'abord l'orbite terrestre, gagne une orbite autour du point L1, puis attend avant de filer vers la Lune. Au L1, la gravité terrestre et la gravité lunaire s'équilibrent. Sur la dernière portion vers cette orbite intermédiaire, le vaisseau coupe ses moteurs. La gravité seule le guide alors le long d'une « variante », une trajectoire naturelle qui aboutit à l'orbite visée.
Jusqu'ici, les ingénieurs faisaient aborder cette variante au vaisseau par son extrémité la plus proche de la Terre, le chemin réputé le plus court. L'équipe a testé tous les points d'entrée possibles et en a repéré un meilleur.
Sur cette route, le vaisseau frôle d'abord la Lune, puis rejoint la variate par le côté opposé. Il récupère alors un coup de pouce gravitationnel lunaire. Du coup, on dépense moins de carburant au moment de se caler sur l'orbite intermédiaire. Selon Vitor Martins de Oliveira, postdoctorant à l'université de São Paulo et cosignataire de l'étude, plutôt que de parier d'avance sur la branche proche de la Terre, on balayé tous les cas avec des méthodes de calcul rapides, jusqu'à dénicher des solutions non triviales.
Ces méthodes viennent de la théorie des connexions fonctionnelles, un outil mathématique qui réduit fortement la puissance de calcul nécessaire. Là où les approches classiques plafonnent après quelques centaines de milliers de tests, l'équipe a passé au crible 30 millions d'itinéraires. Les chercheurs en ont retenu 280 000 dans leur résultat final, publié dans la revue Astrodynamics.
Une orbite d'attente qui garde le contact radio
Derrière la Lune, un vaisseau lancé en ligne directe perd le contact avec la Terre. Artemis II l'a vécu en avril dernier. La capsule Orion a perdu la liaison un moment quand elle volait derrière notre satellite. Un problème évité grâce à la nouvelle orbite.
Grâce à un système de contrôle, le vaisseau stationne indéfiniment autour du L1 avant d'enchaîner sur la seconde partie du voyage. Pendant cette attente, l'équipage garde le lien avec la Terre et la Lune sans interruption. Il ne dépend donc plus d'une date de départ imposée vers l'orbite lunaire.
Les agences fréquentent déjà les points de Lagrange. Elles y postent des sondes scientifiques et des relais de communication depuis des années.
Les chercheurs ont fait tourner leurs simulations avec la Terre et la Lune, sans le Soleil. S'ils intègrent aussi le Soleil, ils descendront sous les 58,80 m/s déjà gagnés. Allan Kardec de Almeida Júnior ajoute que l'astre de lumière bouge chaque jour, donc le calcul ne tient que pour une seule date de lancement.
Source : Space.com
