Nova-C

Test d'un atterrisseur du projet Morpheus.

Intuitive Machines est une société créée en 2013 à Houston (Texas) par un ancien directeur technique du Centre spatial Johnson (établissement de la NASA). En 2018 alors que la société compte 100 personnes elle entame le développement de l'atterrisseur lunaire Nova-C aux caractéristiques techniques largement héritées des prototypes de la NASA développés dans le cadre des projets M et Morpheus. Ces projets avaient pour objectifs de mettre au point de nouvelles technologies pour l'atterrissage sur la Lune : moteur brulant un mélange d'oxygène liquide et de méthane, atterrissage de précision et détection d'obstacles en surface. Pour abaisser les couts Intuitive Machines fabrique en interne les principaux composants (notamment la chambre de combustion du moteur-fusée utilisé pour atterrir sur la Lune) et achète sur rayon les autres composants (vannes, caméras,...)[1]^,[2].

L'agence spatiale américaine développe dans les années 2010 un programme dont l'objectif final est d'installer un avant-poste semi-permanent à la surface de la Lune occupé par des astronautes qui seront notamment chargés de mettre au point de nouvelles technologies permettant en cible de lancer une mission vers Mars. À l'initiative de l’exécutif américain, le planning des missions est accéléré en 2019 avec un objectif de première dépose d'un équipage dès 2024. L'ensemble du projet est baptisé programme Artemis. Avant de faire atterrir des hommes dans la région du pôle sud lunaire, la NASA veut lancer plusieurs missions robotiques ayant pour objectif d'effectuer une première reconnaissance. Ces missions doivent notamment étudier les caractéristiques de la glace d'eau présente, raison d'être de la sélection du pôle sud. Les autres objectifs sont l'étude de la géologie lunaire et de l'environnement pour préparer les premières missions avec équipage. Ces missions robotiques se poursuivront après le premier atterrissage d'un équipage sur le sol lunaire. En 2018 l'agence spatiale décide de confier la dépose de missions robotiques sur la surface lunaire à des sociétés privées dans le cadre d'un programme baptisé Commercial Lunar Payload Services à l'image de ce qui a été fait pour le ravitaillement et la relève des équipages de la Station spatiale internationale (programmes COTS et CCDeV). L'objectif de cette démarche est de réduire les couts de l'exploration de la Lune (l'objectif est d'obtenir un coût d'un million US$ pour l'envoi d'un kilogramme de charge utile à la surface de la Lune) et d'accélérer les missions de retour d'échantillons et de prospection de ressources ainsi que de promouvoir l'innovation et la croissance des sociétés commerciales du secteur[3].

Après avoir soumis un cahier des charges provisoire en septembre 2018, la NASA sélectionne en novembre neuf sociétés susceptibles de répondre à l'appel d'offres définitif qui a été lancé courant 2018. Le programme dispose d'un budget de 2,6 milliards US $ sur les dix prochaines années. Les sociétés pré-sélectionnées comprennent notamment la société Intuitive Machines qui propose son atterrisseur Nova-C[4]. En juin 2019 l'agence spatiale attribue le développement d'un atterrisseur lunaire à trois sociétés : Astrobotic Technology, Intuitive Machines et OrbitBeyond. Celles-ci vont recevoir 250 millions US$[5].

Nova-C est un petit atterrisseur de 1908 kilogrammes avec ses ergols haut de 3,94 mètres avec une section de 2,19 x 2,385 mètres. Il est capable de déposer 100 kilogrammes de charge utile. Il est conçu pour survivre durant une journée lunaire. L'énergie est fournie par trois panneaux solaires fixes montés sur le corps de l'engin qui produisent en pic 788 watts qui sont stockés dans trois batteries lithium-ion ayant une capacité totale de 1554 W-h. La propulsion principale est un moteurs-fusée unique VR900 (poussée unitaire 4000 newtons) brulant un mélange de méthane et d'oxygène liquide héritage d'un développement effectué par la NASA (projet Morpheus). L'engin spatial est stabilisé trois axes et son système de contrôle d'attitude comprend un viseur d'étoiles, des capteurs solaires et une centrale à inertie. Les corrections d'orientation sont réalisées par des propulseurs à gaz froid redondant utilisant de l'hélium sous pression. La masse à vide de Nova-C est de 624 kg. Il emporte au maximum 845 kg de méthane liquide, 422 kg d'oxygène liquide et 17 kg d'hélium stocké sous une pression de 41 bars. Les communications avec la Terre sont assurées en bande X avec un débit compris entre 250 kilobits et 6 mégabits par seconde via une antenne grand gain et plusieurs antennes à faible gain[6].

Fin 2021 trois missions sont planifiées :

• La première mission Intuitive Machines Mission 1 (IM-1), attribuée par la NASA en mai 2019 pour un montant de 77 millions US$, est planifiée au 1^e trimestre 2022. Placée en orbite par une fusée Falcon 9 elle doit transporter cinq charges utilises de la NASA ainsi que des charges utiles d'autres clients. L'engin spatial doit atterrir au niveau de la latitude 20° entre Mare Serenitatis et Mare Crisium. La durée de la mission 14 jours[7]^,[8]^,[9].
• La deuxième mission IM-2, attribuée par la NASA en octobre 2020, est planifiée en décembre 2022. Elle doit transporter au pôle Sud de la Lune la foreuse et le spectromètre de masse qui sera installé sur l'astromobile VIPER pour s'assurer que ces deux équipements fonctionnent correctement en environnement réel[10].
• La troisième mission IM-3, attribuée par la NASA en novembre 2021, est planifiée pour le 1^e trimestre 2024. Elle doit transporter sur le site lunaire de Reiner Gamma 92 kilogrammes d'instruments dont MoonLIGHT un rétro-réflecteur laser fourni par l'Agence spatiale européenne. [11]