Les astronautes des futures missions lunaires n’auront pas de GPS. À la place, ils embarqueront sûrement un scanner de type Lidar, appelé KNaCK, qui pourra leur montrer une carte en temps réel de leur environnement proche.

Quand vous partez en randonnée ou ne serait-ce qu’en balade de longue durée dans la nature, vous embarquez un sac à dos avec vous, pour y ranger vos denrées de première nécessité. Sauf lors d’un road trip aventureux, vous partez généralement avec un GPS ou avec une carte. Quid d’un trek sur la Lune ?

Il est fort probable que les futurs astronautes qui retourneront sur la Lune d’ici quelques années dans le cadre du programme Artémis aient aussi un sac à dos avec eux, mais sans commune mesure avec ce que l’on définit comme tel. Dans un article publié fin avril 2022, la Nasa révèle plus de détails sur le Kinematic Navigation and Cartography Knapsack (KNaCK), prévu pour ces futures missions.

Des millions de points en 3D pour se repérer

L’équipement embarque un scanner Lidar mobile. Un Lidar fonctionne comme un radar ou un sonar, à la différence qu’il mobilise des impulsions dans la lumière infrarouge. C’est une méthode de télédéction (pour détecter la présence d’objets, leur forme) et de télémétrie (calculer les distances, les hauteurs…). Mais dans le prototype développé par la Nasa, il s’agit du niveau supérieur des Lidars : un Lidar « à ondes continues modulées en fréquence », capable de fournir des millions de points de mesure par seconde. Le résultat est extrêmement précis.

Il s’agit du même type d’instrument que ceux utilisés par un géomètre lors de la construction d’un bâtiment, ou par les alarmes de proximité qui assistent les créneaux dans les voitures. Mais, en l’occurrence, ce Lidar serait embarqué directement dans un sac à dos porté par les astronautes.

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À quoi ressemble le « nuage de points » de la carte 3D (le lidar est ici embarqué dans un drône). // Source : Nasa

Les millions de points de mesure créent, en temps réel, un système de navigation qui prend la forme d’un nuage de points en 3D, offrant une « précision centimétrique », c’est-à-dire au centimètre près. Les astronautes sont donc assistés par une carte en ultra haute résolution du terrain environnant. L’instrument portatif permettra d’identifier « les distances réelles entre les points de repère éloignés » et de montrer aux explorateurs, en temps réel, « le chemin parcouru et celui qu’il leur reste à parcourir pour atteindre leur destination », explique le chef du projet, Dr. Michael Zanetti, sur le site de la Nasa.

Les astronautes pourront marquer un point d’intérêt sur la carte pour y revenir

C’est aussi une question de sécurité : sur la Lune, les astronautes ne seront pas pourvus de GPS, pour la simple et bonne raison qu’il n’y a pas de satellite GPS en orbite autour de la Lune comme c’est le cas sur Terre. Sauf que même se repérer à l’œil nu n’est pas simple : le Soleil ne se lève jamais très haut sur la Lune, une bonne partie du paysage s’avère plongé dans l’ombre. Or, vous ne voulez clairement pas trébucher, ni vous perdre, sur un satellite sans atmosphère et à la faible pesanteur.

« En tant qu’êtres humains, nous avons tendance à nous orienter en fonction de points de repère — un bâtiment spécifique, un bosquet d’arbres. Ces choses n’existent pas sur la Lune », relève Michael Zanetti. « KNaCK permettra en permanence aux explorateurs (…) de déterminer leur mouvement, leur direction et leur orientation vers des sommets éloignés ou vers leur base d’opérations. » Le KNaCK fonctionne même dans l’obscurité totale, ce qui signifie que l’équipage pourrait ne pas avoir à transporter de lampes encombrantes.

L’utilité serait également scientifique. Non seulement le Lidar permettra de cartographier plus précisément la Lune, mais, sur place, les astronautes pourront même marquer des sites spécifiques où ils ont trouvé un point d’intérêt (comme un minéral, une formation rocheuse particulière), afin que le point s’affiche aussi sur le Lidar des coéquipiers, et pouvoir y retourner pour une étude plus approfondie.