Le système NITE pourrait protéger les atterrisseurs lunaires contre le froid intense de la nuit lunaire.

Avec des températures pouvant atteindre -232 °C, la nuit lunaire n’est pas un endroit agréable pour l’électronique. La société Masten, spécialisée dans les technologies spatiales, a mis au point une nouvelle méthode pour résoudre ce problème. Il s’agit du système Nighttime Integrated Thermal and Electricity (NITE), qui utilise des réactions chimiques pour maintenir l’électronique des atterrisseurs au chaud jusqu’à l’aube lunaire.

Bien que la Lune ne soit qu’à 406 000 km de la Terre, il serait difficile d’être plus différent. La gravité n’est que d’un sixième, le peu d’eau qui s’y trouve se trouve dans l’ombre des cratères polaires ou enfermée dans les roches, le sol est composé de particules incroyablement abrasives qui adhèrent à toutes sortes de matériaux grâce à l’électricité statique, la surface est constamment bombardée par les rayons cosmiques et l’atmosphère est si ténue qu’elle est, à toutes fins utiles, un vide.

Tout cela serait déjà assez mauvais pour tout atterrisseur qui s’y poserait, mais la Lune présente également des extrêmes de température remarquables. Pendant la journée, il y fait plus chaud que de l’eau bouillante et pendant la nuit, il fait des centaines de degrés en dessous de zéro. Cela signifie qu’un vaisseau spatial posé sur la Lune pendant la nuit de 14 jours a de très fortes chances de voir ses batteries et ses composants électroniques geler de manière irrémédiable.

Depuis les années 1960, les ingénieurs spatiaux ont été confrontés à deux alternatives. Ils devaient soit construire un vaisseau spatial qui ne tiendrait que le maximum de 14 jours de lumière solaire et accepter qu’il soit détruit cette nuit-là, soit travailler sur des moyens de le garder au chaud jusqu’au lever du soleil.

Le système NITE à côté d’une canette de soda pour l’échelle.

La méthode de chauffage habituellement utilisée par les missions américaines, russes et chinoises consiste à équiper les atterrisseurs et les ensembles d’instruments de générateurs radiothermiques (RTG), qui utilisent la désintégration d’éléments radioactifs pour produire de la chaleur et parfois de l’énergie électrique.

Une alternative plus récente consiste à utiliser des batteries lithium-ion ou alcalines, qui peuvent contenir une grande charge électrique. Elles sont loin d’être aussi efficaces que les versions nucléaires, nécessitent de grands parcs de batteries ainsi qu’un système de circulation de la chaleur, et doivent être rechargées chaque jour à l’aide de panneaux solaires, mais elles sont moins chères, n’impliquent pas de problèmes de pénurie de combustible nucléaire ou de radiation, et comportent moins de contraintes politiques.

Variante actualisée du Metal Oxidation Warming System (MOWS) de Masten, le système NITE adopte une autre approche du problème du réchauffement en utilisant les métaux et les restes d’oxydant du système de propulsion de la barge d’atterrissage, qui sont utilisés pour générer une réaction chimique exothermique afin de produire à la fois de la chaleur et de l’énergie pendant la nuit lunaire. Pendant la journée, le système est arrêté pour éviter toute surchauffe.

Selon Masten, NITE présente l’avantage de produire plus de chaleur qu’un système de batterie équivalent, soit 1 900 wattheures par kilogramme, tout en étant sept fois plus léger. Il peut réchauffer les atterrisseurs et autres engins ou équipements pendant plus d’un an avec suffisamment d’oxydant embarqué ou d’oxygène provenant de l’eau lunaire, mais il est environ 50 millions de dollars moins cher que les RTG et 10 millions de dollars moins cher en termes de charge utile par rapport aux batteries.

Masten indique qu’elle a déjà testé le système en utilisant différents carburants et systèmes de circulation à base d’eau et espère finaliser la conception d’ici le milieu de l’année en vue d’un éventuel test dans l’environnement lunaire.

https://masten.aero/blog/surviving-the-lunar-night-with-mastens-nite-system/