Après avoir décidé de lancer le programme nucléaire, New Yuan Aéronautique se mit officiellement à élaborer un schéma d'alunissage.
Sept ou huit ingénieurs, ainsi que Lin Ju, restèrent enfermés dans une petite pièce faiblement éclairée pour remuer leurs idées ensemble.
Premièrement, de quoi a-t-on besoin pour se poser sur la Lune ?
D'abord, il faut réaliser au minimum une exploration lunaire sans équipage, en lançant un satellite qui atteindra ou frôlera l'orbite lunaire afin de repérer un site d'alunissage convenable.
Ensuite, des satellites de relais de communication sont indispensables, surtout lorsqu'une mission sur la face cachée de la Lune est prévue, car rien ne peut être transmis vers la Terre depuis cette face. Des satellites en orbite lunaire pour assurer le relais sont donc obligatoires ;
Ces satellites de relais pouvaient être lancés à l'avance ou envoyés plus tard avec le vaisseau lunaire.
Troisièmement, l'atterrisseur, le vaisseau de retour et le module lunaire ; autrefois, on les réunissait pour les propulser vers l'orbite lunaire au moyen d'une fusée géante, comme dans le programme Apollo ou les missions lunaires prévues de la fusée N1 de l'ex-Union.
Cependant, suite à la proposition formelle interne de la mission lunaire, les ingénieurs de New Yuan réfléchirent de manière plus exhaustive et produisirent deux versions de projets préliminaires d'alunissage :
Le premier scénario suppose que le NAPE ne sera pas disponible dans les temps et adopte une approche plus conservatrice.
Une fusée New Yuan-2A, c'est-à-dire la New Yuan-2 en configuration CBC avec une capacité de 50 tonnes vers l'orbite de transfert lunaire, enverrait un gros module en orbite lunaire pour servir de station spatiale.
Puis, on élimine l'étage intermédiaire, et on accole un grand avion spatial sur le côté pour réaliser l'alunissage.
Créer un avion spatial de type H2, d'environ 74 mètres de long, d'un poids à vide de 85 tonnes, d'une masse maximale au décollage de 132 tonnes, équipé de trois moteurs nucléaires thermiques A100, de 12 tonnes de méthane, capable d'embarquer 5 membres d'équipage, et dont le module de service et la cabine d'équipage combinés offrent 70 mètres cubes d'espace. Ils prévoyaient également une version classique du moteur au méthane qui, hormis son inadaptation aux voyages de longue distance, présente des spécifications similaires et est dédiée aux missions en orbite basse.
Le H2 peut d'abord effectuer une mission sans équipage pour envoyer 35 tonnes de charge utile sur la Lune, incluant un véhicule lunaire, des quartiers d'habitation et une centrale nucléaire ; la seconde mission, habitée celle-là, transportera 5 astronautes. Après amarrage avec la station spatiale, quatre des astronautes descendront sur la Lune à bord de l'atterrisseur de 30 tonnes, accompliront leurs tâches, puis remonteront en orbite lunaire, où l'étage de remontée s'amarrera à la station en attendant d'être réutilisé.
Ensuite, les cinq astronautes rentrent sur Terre à bord de l'avion spatial, parfait.
Le second scénario suppose que le NAPE soit développé avec succès comme prévu.
Construire le vaisseau planétaire XN90, propulsé par 6 moteurs NAPE, reprenant l'initiale « X » de New Yuan, « N » pour l'énergie nucléaire, et le chiffre indiquant un poids à vide d'environ 90 tonnes ; il décolle du sol vers l'espace, puis fait le plein à la station spatiale en orbite terrestre avant de partir vers la Lune, s'y pose, redécolle vers l'orbite terrestre, refait le plein à la station, et atterrit à la surface de la Terre.
Le XN90 peut également emporter 5 astronautes, intégrant en un seul ensemble le module de retour, le module orbital, l'atterrisseur lunaire et l'étage de remontée.
L'alunissage et le décollage seraient dignes d'un film Star Wars, crachant des flammes en s'élançant vers le cosmos, avec un niveau de science-fiction au MAX.
Cependant, bien que les deux plans soient assez différents, tous deux pourraient tirer parti de la station spatiale lunaire, ainsi que des bases lunaires sans équipage construites à l'avance.
Guo Shen planifia les préparatifs préliminaires que New Yuan pouvait entreprendre dès maintenant :
Premièrement, lancer deux satellites en orbite lunaire ; l'un pour explorer la face cachée de la Lune à la recherche de sources d'eau éventuelles, et l'autre pour servir de satellite de communication afin de maintenir un contact ininterrompu.
Une fois une source d'eau trouvée, utiliser la New Yuan-2 ou la New Yuan n°3 pour construire la base, avec des centrales électriques, des quartiers d'habitation, un terrain d'atterrissage pour vaisseaux et des stations de carburant capables de synthétiser du méthane.
Vient ensuite la station spatiale lunaire, offrant un espace de vie et un ravitaillement en carburant en orbite ; la station de carburant à la surface de la Lune peut envoyer du méthane via un étage de remontée sans équipage, réutilisable, à propergols oxygène liquide-méthane, chaque fois que nécessaire.
Parallèlement, la construction d'une Station Spatiale Proche de la Terre débutera. Elle pourra fonctionner conjointement avec la Station Spatiale Tiangong ou de manière indépendante.
Le H2 comme le XN90 bénéficieraient de ces installations.
L'ensemble de ces tâches nécessiterait cinq à six lancements de fusées comme la New Yuan-2A ou la New Yuan n°3, plus les stations spatiales et le reste, pour un investissement initial de 8 milliards de yuans (prix interne, non public).
Et le coût du H2 ou du XN90 se situerait entre 20 et 40 milliards de yuans par engin, très cher en effet.
Les programmes de propulsion nucléaire NAPE et A100 sont estimés à environ 30 milliards de yuans, fixant un budget préliminaire de 400 milliards de yuans pour l'ensemble de la mission lunaire.
Vous croyez que c'est tout ? Détrompez-vous.
Concernant la Station Spatiale Proche de la Terre, Androff proposa un nouveau concept.
La station centrifuge géante « March », avec un rayon de rotation de 60 mètres, tournant à 2 tours par minute pour générer 0,28 g de gravité.
La station se compose de deux modules centraux verticaux de 14 mètres de diamètre et d'un module nodal au milieu servant de centre de rotation, d'où partent six cabines radiantes vers l'extérieur, se connectant aux chambres de l'anneau externe.
Il y a 12 cabines sur l'anneau externe, chacune un pavé droit de 11,8 mètres de côté. Six de ces cabines sont connectées aux cabines radiantes et sont interconnectées entre elles par des tuyaux circulaires.
Les deux gros segments sur l'axe et le module nodal de connexion pèsent au total 220 tonnes, avec six couloirs de connexion de 5 mètres de diamètre, chacun long de 43 mètres et pesant 30 tonnes ; chaque cabine centrifuge fait 44 mètres de long et pèse 90 tonnes, chaque tuyau environnemental de connexion pesant 5 tonnes.
La masse assemblée est de 220 + 30×6 + 90×12 + 5×12 = 1 540 tonnes, pouvant dépasser 1 800 tonnes après ajout de carburant ou de fournitures.
Sur les 12 cabines centrifuges, 6 sont des cabines d'équipage offrant une surface combinée de 2 400 mètres carrés, et les 6 autres sont des cabines de service pour l'énergie, le carburant et le stockage.
Dans l'ensemble, l'espace de vie disponible pour l'équipage atteint l'impressionnante valeur de 32 000 mètres cubes.
Il y a aussi quatre grands ports d'amarrage sur l'axe, qui peuvent accueillir soit le vaisseau XN90, soit les avions spatiaux H2/H1, mais il doit y en avoir deux amarrés de part et d'autre pour l'équilibre de rotation.
Ce sera la première station spatiale centrifuge à faible gravité de l'humanité, et l'amarrage de deux H2 ou XN90 porterait son poids au-delà de 2 000 tonnes.
Plus important encore, une gravité de 0,28 g combinée à un exercice constant suffit déjà à garantir que les astronautes ne subissent pas de dégradation physique grave sur une période de deux ans dans l'espace.
Et en deux ans, grâce aux moteurs de fusée nucléaires, il serait possible d'achever l'exploration de n'importe quelle planète du système solaire.
D'ici là, la Station Avancée pourrait augmenter sa masse de 500 tonnes maximum le long de l'axe, en y ajoutant des modules de propulsion incluant moteurs nucléaires et carburant.
Bien sûr, le budget global de la Station March est également très élevé. Quatorze gros segments nécessiteraient 14 lancements sur fusées lourdes New Yuan n°3, les douze connecteurs tubulaires arqués auraient besoin de 6 livraisons par H2, et les six cabines radiantes seraient groupées par paires et lancées avec deux fusées New Yuan n°3.
Pour les seuls éléments, il faudrait 16 lancements de fusées lourdes New Yuan n°3, et 6 lancements supplémentaires de fusées lourdes New Yuan-2A pour transporter les H2, pour un total de 87,8 milliards de yuans en frais de lancement.
Quant aux modules de cabines, chacun des 6 modules de service coûterait 500 millions, chacun des 6 modules de vie 80 millions, chacun des 2 modules centraux 80 millions, chacun des 6 modules radiants 30 millions, et chacun des 12 connecteurs tubulaires arqués 10 millions, soit un total de 39,4 milliards de yuans.
Avec deux H2 assurant la relève et en incluant les coûts de R&D, le prix est de 4 milliards, chacune des 6 missions de vol coûtant 100 millions.
Ainsi, le coût total de construction de la Station March s'élève à 87,8 + 39,4 + 40 + 6, soit 137 milliards de yuans.
Mais c'est un état idéal, et en comptant les autres dépenses, le coût est d'environ 160 milliards de yuans.
En réalité, Androff avait poussé le concept de la Station March encore plus loin, en prévoyant de faire tourner la partie centrifuge tout en maintenant les segments du module axial fixes, ce qui nécessitait deux gros bagues collectrices.
Cette bague collectrice doit simultanément assurer la solidité, l'étanchéité, une faible résistance, le passage des signaux et de l'énergie nucléaire, entre autres ; les problèmes engendrés par cette unique structure sont assez complexes.
Même en mettant de côté l'étanchéité, rien que la question de la résistance : la partie centrifuge a une masse de 1 000 tonnes, et même avec un coefficient de frottement très faible, elle entraînerait une déviation torsionnelle significative du segment de module axial, ce qui en fait un problème assez délicat à résoudre.
Des roulements ne fonctionneraient pas ; l'idée d'Androff était d'utiliser la lévitation magnétique, en créant un vide poussé entre les anneaux interne et externe de la bague collectrice, puis en utilisant la force magnétique pour la faire léviter, éliminant virtuellement la résistance.
Mais l'étanchéité était un autre problème majeur, s'ajoutant aux connecteurs devant potentiellement résister à des contraintes d'accélération, et ainsi de suite...
Finalement, ils abandonnèrent simplement ce concept, le laissant pour l'avenir ; pour l'instant, ils se contenteraient de ce qu'ils avaient.
La solution au problème d'amarrage en rotation était plutôt simple : arrêter la rotation pendant l'amarrage.
À une vitesse de rotation de 2 tours par minute, la vitesse maximale au bout de la Station March en rotation ne serait que de 13 mètres par seconde, et le ralentissement ne prendrait pas longtemps. Il suffisait aux astronautes dans les cabines de vie de ranger un peu pour éviter que la perte de gravité ne fasse un désordre.
Étant une preuve de concept, cette imperfection était tolérable, même si cela signifiait arrêter la rotation une fois par mois.
Et convertir le plan d'alunissage de la Station Spatiale Proche de la Terre en Station March signifiait que le budget n'était pas de 40 milliards mais de 50 milliards de yuans.
Combien d'argent la compagnie Xinyuan a-t-elle sur ses comptes maintenant ? La compagnie pouvait mobiliser environ 14 milliards de yuans en fonds après avoir couvert les frais du site de lancement, la construction de la Base de niveau B, la production de fusées et les dépenses de personnel...
N'oubliez pas, le groupe de propulsion nucléaire à lui seul nécessiterait 8 milliards de yuans au départ, avec une dépense totale prévue de 30 milliards de yuans.
Une fois le paiement final d'Abe d'environ 5 milliards de yuans pris en compte, le groupe de propulsion nucléaire aurait encore un manque de 11 milliards de yuans.
En tout, New Yuan Aéronautique doit lever au moins 39 milliards de yuans de fonds au cours des trois prochaines années...
Lin Ju : « Abe, viens un instant par ici. »