Produire de l’électricité sur la Lune, pendant la nuit lunaire

13 janvier 2014 : le rover Yutu et la sonde spatiale lunaire chinoise Chang’e 3 sont sortis avec succès de la torpeur de leur première nuit lunaire, un réveil réussi après 14 jours (terrestres…) de sommeil forcé, le rover et la sonde spatiale ayant été exposés à des températures pouvant atteindre les -180 degrés Celsius. Depuis la grande aventure spatiale américaine et la mission spatiale soviétique Luna 24 en août 1976, la mission Chang’e 3 (déesse de la Lune dans la mythologie chinoise) est la première à parvenir à poser une sonde et un astromobile lunaire – le rover Yutu, « lapin de jade » en mandarin – sur le sol de notre bon vieux satellite.

Cet exploit permet à la Chine de gagner en crédibilité en entrant dans le cercle très fermé des nations capables de mener à bien une mission lunaire, mais permet également à la superpuissance asiatique de parfaire sa technique d’alunissage, une étape dont la maîtrise est absolument indispensable pour pouvoir accomplir ce qui semble être le véritable objectif des Chinois : ramener sur Terre des échantillons de sol lunaire. Surmonter une nuit sélène de près de quatorze jours autrement qu’avec une mise en veille prolongée reste pourtant une gageure, même pour les Chinois, qui ont dû munir leur rover d’un système de chauffage, à base… d’isotopes radioactifs de plutonium 238.

Une équipe de scientifiques de l’université polytechnique de Catalogne, aidée par des scientifiques américains, s’est proposée de trouver une solution à ce problème de nuit lunaire en étudiant deux scénarios permettant de stocker de l’énergie sur la Lune pendant qu’il y fait jour, deux scénarios exposés dans un article publié dans la revue spécialisée Acta Astronautica, s’adjoignant même pour l’occasion les services d’un ponte, Michael Griffin, administrateur de la NASA jusqu’en janvier 2009.

Le premier scénario nécessite l’utilisation de la régolithe, la couche poussiéreuse qui recouvre la croûte sélène, produite par l’impact des météorites à la surface de notre satellite. En y incorporant des éléments tels que de l’aluminium, il devient possible de jouer sur l’inertie thermique de l’ensemble, si l’on en croit Ricard Gonzalez-Cinca, coauteur de l’article et chercheur à l’université espagnole. « Lorsque les rayons du Soleil atteignent la surface, un système de miroirs reflète les rayons lumineux afin de réchauffer l’ensemble de la masse thermique qui, plus tard, peut à son tour transmettre de l’énergie sous forme de chaleur, la nuit, au rover et aux autres équipements lunaires. », explique-t-il.

Le second scénario envisagé est similaire, mais implique cette fois-ci un agencement différent des miroirs, connu sous le nom de « lentille de Fresnel », une lentille plan-convexe découpée de sections annulaires concentriques, utilisée dans l’éclairage des phares de signalisation marine. Les rayons du Soleil sont concentrés sur un tube contenant un fluide, que la chaleur transforme en gaz et qui réchauffe alors l’ensemble de la masse thermique. Au cours de l’une de ces longues nuits lunaires, un moteur Stirling pourra alors convertir la chaleur… en électricité.

Par Moonzur Rahman