thumb|upright=1.6|Vue d'artiste d'une base lunaire (vers 1990).
La colonisation de la Lune est le projet consistant à installer une voire plusieurs bases permanentes habitées sur la Lune.
Une présence humaine permanente sur un corps planétaire autre que la Terre est un thème récurrent de science-fiction. Alors que la technologie a évolué et que l'inquiétude quant à l'avenir de l'humanité sur Terre progresse, la colonisation de l'espace pourrait devenir un but possible et nécessaire. La Lune constituerait alors une excellente préparation en vue de voyages plus lointains, en y testant notamment le principe de l'utilisation des ressources in situ.
Historique
Les projets utilisant des lanceurs classiques Dès 1958, plusieurs projets, américains comme soviétiques, visent à installer des bases plus ou moins permanentes sur la Lune. Le poste lunaire avancé Horizon (Horizon Lunar Outpost)Description du projet Horizon Lunar Outpost à (1959) de l'US Army conçu par Wernher von Braun, une base permanente pour douze astronautes devant être opérationnelle en décembre 1966 (coût : 6 milliards de dollars) ; Le projet LunexDescription du projet Lunex à de l'US Air Force (1958-1961), une base souterraine pour vingt-et-un astronautes devant être opérationnelle en 1968 (coût : 7,5 milliards de dollars) ; La base lunaire semi-permanente DLBDescription de la base lunaire DLB à de Vladimir Barmine (1962) pour neuf cosmonautes devant être opérationnelle en 1975 pour le programme lunaire habité soviétique ; vignette|Représentation du module lunaire L3 du programme lunaire habité soviétique. Le KLE Complex (1964-1974) comprenant une première base semi-permanente (3 à 6 mois) pour trois cosmonautes conçue par Vladimir Tchelomeï () puis une seconde conçue par Vladimir Barmine () devant être respectivement opérationnelles en 1975 et 1980 ; Le projet SelenaDescription du projet Selena à de Douglas Aircraft Company conçu par Philip Bono (1964) visant à établir une base temporaire pour vingt-cinq astronautes en décembre 1975, devenant permanente en février 1978 puis étendue à un équipage de en janvier 1981 ; Le L3MDescription du L3M à de l'OKB-1 (1969-1974) pour trois cosmonautes pour une durée de 90 jours devant être opérationnel pour une série de lancements de 1978 à 1980 ; La base LEKDescription du LEK à (Lunar Exploration Complex) conçue par Valentin Glouchko (1974) pour trois cosmonautes, comprenant le Laboratorno-zhiloy modul' (LZhM) semi-permanent et le Laboroatorno-zavodskoy modul' (LZM) permanent, devant être opérationnelle en 1980 ; L'Energia Lunar Expedition conçue par Valentin Glouchko (1988), une résurgence plus lourde du train spatial LOK-LK de 1964 pour trois cosmonautes et une durée de 10 jours ;
La réutilisation d'éléments du programme Apollo
Les bases lunaires AESDescription des Apollo Extension Systems à . (Apollo Extension Systems), ALSSDescription de l'Apollo Logistics Support System à . (Apollo Logistics Support System) (1966), LEPDescription du Lunar Exploration Program à . (Lunar Exploration Program) et LESADescription du Lunar Exploration System for Apollo à . (Lunar Exploration System for Apollo) (1968), devant réutiliser des éléments du programme Apollo comme le lanceur Saturn V, le vaisseau Apollo et le LEM (plus ou moins modifié) plus de nouveaux rovers et modules d'habitations semi-permanent pour deux à six astronautes, et devenir opérationnelle en mai 1970 pour des missions annuelles ou semestrielles (AES, ALSS), ou de 1969 à 1976 (LEP, LESA)Ces quatre projets sont abandonnés en 1968 avec la décision de la NASA de ne pas construire de lanceurs Saturn V supplémentaires..
La station spatiale comme relais La base du Johnson Space Center de la NASA conçue par Barney Roberts (1984), anticipant les projets actuels en utilisant la navette spatiale puis la station spatiale Freedom comme halte avant l'installation sur la Lune d'une station permanente de dix-huit astronautes, devant être construite de 2005 à 2015 ; L'Outpost on the Moon de la NASA conçu par l'ex-astronaute Sally Ride (1986) utilisant également la station spatiale Freedom comme relais, devant être opérationnel en 2001 (mission de 14 jours) puis en 2005 pour cinq astronautes (mission de plusieurs semaines).
La Space Exploration Initiative de George Bush thumb|upright=1.6|Vue d'artiste (juillet 1989) d'un habitat lunaire gonflable. La Lunar Evolution Base est presque immédiatement éclipsée par l'étude de 90 joursAaron Cohen, « Report of the 90-Day Study on Human Exploration of the Moon and Mars », NASA/JSF (20 novembre 1989) . commandée à la suite du discours du président des États-Unis George Bush père de juillet 1989, lançant la Space Exploration Initiative (SEI)Discours du président des États-Unis George Bush père du 29 juillet 1989 déclarant . Le vice-président Dan Quayle et Mark Albrecht, directeur du National Space Council avaient formulé en secret le projet dès juin 1989, au grand dam du ministère du Budget, qui juge le SEI irréaliste étant donné qu'il entrainerait un doublement du budget de la NASA sur dix ans., qui comprend quatre propositions : La Lunar Evolution Base de la NASA (août 1989) prévoyant l'installation d'un noyau d'habitat lunaire fin 2003 puis jusqu'en 2005 trois missions habitées et deux automatiques pour une première occupation de 30 jours en 2003, une seconde de six mois pour quatre astronautes à la mi-2004, une extension de la station à huit astronautes en 2008 et à douze en 2012 ; Le Lunar Outpost (1989), rapidement remisé au placard en raison de son coût exorbitant (300 milliards de dollars) et de sa durée de mise en œuvre (20 ans) ; Le First Lunar Outpost (FLO) de 1992 tenant compte des recommandations de Boeing, visant à réduire d'un facteur 10 la dépense (30 milliards de dollars) arrive cependant trop tard pour sauver la SEILes missions lunaires habitées sont supprimées du budget de la NASA pour 1993 et Dan Goldin, son administrateur, dissout l'Office of Space Exploration le 25 mars 1993 pour se concentrer sur la station spatiale et les sondes interplanétaires dites « cheaper, faster, better ». ; Le Human Lunar Return du Johnson Space Center de la NASA (1996), dernier avatar de la SEI et de la doctrine « cheaper, faster, better », utilisant du matériel déjà existant (navette spatiale, lanceurs Proton ou Ariane 5, station spatiale internationale, etc.) proposant un premier séjour de trois jours le (pour un coût très optimiste de 2,5 milliards de dollars), trois autres missions identiques de 2002 à 2004 et deux missions de 14 jours en 2005, plus la mise en place d'un habitat de longue durée pour quatre à six astronautes et un rover pressurisé à partir de 2007 .
L'utilisation des ressources minières lunaires thumb|upright=1.6|La base LUNOX, qui devait voir se poser son premier équipage en 2005, aucun projet ne s'est réalisé. La base lunaire LUNOX (Lunar liquid Oxygen propellant exported from the Moon) du Johnson Space Center de la NASA (1993), ayant pour objectif de réduire le coût du FLO en puisant de l'oxygène liquide (LOX) dans le sol lunaire, comprenant six lancements cargo automatiques par Energia d'une unité de production d'oxygène liquide et d'un réacteur nucléaire, de six petits véhicules robotiques, de d'équipement, de deux remorques (MPU), de deux rovers pressurisés qui servent d'habitat transitoire aux quatre astronautes, d'un module d'habitation et de divers instruments et enfin des lancements d'équipage par un dérivé de la navette spatiale (HLLV) embarquant une capsule de type Apollo et le module d'atterrissage Phoenix pour une première mission de 14 jours en 2005, éventuellement portée ultérieurement à 45 jours ; La LOX-Augmented Nuclear Thermal Rocket (LANTR) Moon Base du Langley Research Center de la NASA, conçue par Stanley Borowski (1997), basée sur lanceur comprenant un moteur hybride oxygène liquide/nucléaireDescription du projet LANTR, très proche du moteur NERVA de 1961-1969, à ., un module d'atterrissage réutilisable Lunar Landing Vehicle (LLV) transportant de l'oxygène liquide (LOX) (le comburant) puisé dans le sol lunaire jusqu'à la navette spatiale LANTR, qui ramène de l'hydrogène liquide (LH2) (le carburant) de la Terre.
Questions juridiques Depuis les années 1960, la question se pose des principes juridiques internationaux à mobiliser pour encadrer la colonisation de la Lune et éventuellement de Mars, via notamment les traités spatiaux, dont le Traité de l’espace de 1967, qui interdisent toute appropriation nationale des corps célestes, ce qui implique une gouvernance partagée d'éventuelles futures colonies permanentes ou de l’exploitation de ressources extra-terrestres. Certaines zones d’ambiguïté dans les traités laissent place à des interprétations, notamment concernant l’utilisation des ressources in situ ou la présence d’installations privées. Des tensions pourraient exister entre l’esprit coopératif du droit spatial et les ambitions croissantes d'acteurs étatiques ou privés et commerciaux. Pour les anticiper et les réduire, Lee, à Fukuoka, au Japon, lors du 56ème congrès international de l'International Astronautical Federation (IAF, 17-) a rappelé l'importance de clarifier juridiquement l'expansion humaine au-delà de la TerreLee, R. J. (2005) Review Of Existing Legal Principles That Enable Or Disable The Colonisation Of The Moon And Mars. In 56 th International Astronautical Congress...
Vingt-et-unième siècle : préparation internationale, scientifique et technique Au début du siècle, on sait que la colonisation de la Lune nécessitera d'associer des missions robotiques et participation humaine, qui implique la préparation par exemple de recherches sur le forage automatisé, l'équilibre entre intervention humaine et systèmes autonomes, les stratégies énergétiques pour les missions longues, l'évaluation des meilleurs systèmes d’atterrissage, la gouvernance de la coopération internationale, les scénarios de transport pour l'exploration habitée et les simulations de rovers, qui ensemble impliquent des partenariats technologiques et opérationnels robustes et de long termeArchives du 56ème congrès international de l'International Astronautical Federation (IAF, Fukuoka, 17-21 octobre 2005).. Les colons auront besoin de systèmes énergétiques autonomes (une fabrication in situ de cellules solaires en couches minces est envisagée dès 2005, via un rover dédié (environ ) pouvant produire des semi‑conducteurs et les contacts métalliques à partir du régolithe pour alimenter une production photovoltaïque in fine de l’ordre du mégawattAlex Ignatiev (2005), An Energy-Rich Environment for the Moon by Solar Cell Fabrication on the Moon ; Archives du congrès international de l'International Astronautical Federation (IAF, Fukuoka, 17-21 octobre 2005).. Face à l'épuisement annoncé des hydrocarbures et/ou à leurs impacts sur Terre, parmi les projets d'exploitation industrielle (plus ou moins robotisées) du régolithe lunaire, pour les projets de fusion sur Terre, l'esport d'helium‑3 produit sur la lune envisagée par les russesNikolay Sevastiyanov (2005) Industrial Development of the Moon, Paper n° IAC-05-A5.1.03]..