DE LA TERRE A LA LUNE: 50 ans après

Tags: Science & Technics
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Ce dossier propose, à l’occasion de la célébration du 50ème anniversaire du premier pas de l’Homme sur la Lune, d’épousseter nos souvenirs concernant l’exploration de notre satellite par les Américains et les Russes. Nous ferons une revue succincte d’un éventail d’activités depuis Objectif Lune de Jules Verne jusqu’au On the Moon Again avec les divers programmes, les alunissages des diverses missions, la récupération de matériaux lunaires et de leur analyse.
Nous laisserons le soin aux médias spécialisés de nous faire saliver sur les prochains retours des hommes sur la Lune.

Depuis le roman d’anticipation « De la Terre à la Lune » de Jules Verne paru en 1865, il fallut attendre près d’un siècle afin qu’à partir des années 1960 les hommes puissent être capables de se lancer dans l’exploration spatiale.

1959-1966 : grandes premières soviétiques
En septembre 1959, la sonde soviétique Luna-2 percute pour la première fois la surface de la Lune. En octobre 1959, la sonde Luna-3 envoie à la Terre les premières photographies de la face cachée. En février 1966, la sonde soviétique Luna-9 effectue un atterrissage en douceur et envoie les premières photographies prises depuis le sol.

Les années soixante: USA-URSS : La course à la Lune
En septembre 1962, le président J.F.Kennedy, défiant l’URSS, lance le projet d’envoyer un américain sur la Lune avant la fin de la décennie. Entre 1964 et 1966 les USA lancent alors autour de la Lune une dizaine de missions de reconnaissances photographiques (sondes « Ranger » puis « Lunar Orbiter » avec une résolution de 10 m). De 1966 à 1968, 5 engins automatiques du programme scientifique « Surveyor » se posent sur la Lune avec pour but la mise au point d’une méthode d’atterrissage en douceur ainsi que l’étude du sol lunaire et de sa topographie. Ils fournissent des informations rassurantes sur les propriétés mécaniques du sol lunaire qui se révèle apte à supporter le module lunaire Apollo.

Missions Apollo: de la marche sur la Lune aux expériences scientifiques « ALSAP ».
Si l’alunissage historique d’Apollo 11 le 21 Juillet 1969 reste gravé dans toutes les mémoires, et les empreintes des premiers pas de Neil Amstrong et Buzz Aldrin marquées à jamais sur la Lune,

les 12 astronautes des 6 missions posées sur la Lune de 1969 à 1972 (Apollo 11 et 12 à 17) se sont livrés à un certain nombre d’expériences scientifiques « ALSAP »(Apollo lunar surface experiments).
Ils ont prélevé à l’aide d’outils rudimentaires (pinces, marteau, pelle) et ramené sur terre progressivement un total de 382 kg de roches lunaires (22kg pour Apollo 11, 110 kg pour Apollo 17) installé des capteurs sismiques analysant les ondes produites par les impacts de météorites, des réflecteurs laser pour analyser les variations de distance Terre-Lune, des capteurs mesurant les fluctuations des champs magnétiques, des détecteurs de particules des « vents solaires » et ont élaboré une cartographie à haute résolution de la Lune.

Analyses des matériaux lunaires

  • échantillon lunaire-basalte ilménite-usa

  • échantillons Luna 16 en 1970

  • fragments de rocher _Apollo 17_1972

À la fin des missions Apollo, seuls 15% des roches ont été prêtées par la NASA pour analyse dans des laboratoires du monde entier, pour laisser le champ à des recherches plus poussées au fur et à mesure des progrès techniques.

Les scientifiques français, largement sollicités dès le début des années 1970, vont produire le plus important effort de recherche derrière les Américains », relève à Science et Avenir (Juillet 2019), Francis Rocard, responsable de l’exploration du système solaire au Centre national d’études spatiales (Cnes). Ainsi, l’uranium et le thorium se sont révélés très abondants dans certaines pierres volcaniques (Centre de recherches pétrographiques et géochimiques (CRPG) à Nancy). Chaque grain des échantillons analysés est du régolithe _ poussière produite par le bombardement continu des météorites et qui tapisse la surface de la Lune _ ayant une minuscule pellicule grisâtre, formée par les ions très énergétiques du vent solaire (Centre de spectroscopie nucléaire et de spectroscopie de masse d’Orsay).
« La retombée la plus importante concerne toutefois l’origine de la Lune », affirme Francis Rocard : grâce à l’affinage des datations des roches lunaires (Institut de physique du globe de Paris (IPGP)), la Lune proviendrait des débris éjectés suite à un impact il y a 4,5 milliards d’années, d’une planète de la taille de Mars avec la Terre.

  • échantillons Luna 16_1970

  • module Luna 24_1976

Missions soviétiques de 1970 à1976
De 1970 à 1976, les Soviétiques placent des engins en orbite lunaire et explorent la surface à l’aide de véhicules automatiques Lunakhod. Trois sondes automatiques Luna prélèvent un total d’environ 310 grammes d’échantillons lunaires et les acheminent sur Terre.

Les années 2000 : Les principaux projets et missions à venir pour la LUNE
(source https://fr.wikipedia.org/wiki/Exploration_de_la_Lune)

CHINE
# 2000 : Programme d’exploration lunaire. Lancement en 2007 de l’orbiteur CHANG’E 1, puis en 2010, mise en orbite 2ème sonde, CHANG’E 2, puis CHANG’E 3 en 2013 avec l’astromobile Yutu qui se pose dans la Mer des pluies pour une mission d’une durée de 3 mois.
# En 2019, CHANG’E 4 est le premier engin spatial à se poser sur la face cachée de la Lune.
COREE DU SUD (KARI)
# 2015 : programme d’exploration de la Lune. Mise au point d’un lanceur national de moyenne puissance (KSLV-II) puis d’un orbiteur KPLO. Objectif post 2020.
EUROPE (ESA)
# 2004 La sonde européenne SMART-1 s’insère en orbite autour de la Lune. C’est un démonstrateur technologique de propulsion électrique.
INDE (ISRO)
# 2008 : Projet Chandrayaan-1. La sonde se place en orbite autour de la Lune.
Les 11 instruments ( NASA/EAS) réalisent en particulier la mesure de la présence d’eau,
ISRAËL (Spacell et IAI)
# 2019 . Sonde Beresheet lancée des USA par SpaceX Falcon 9. Orbite elliptique autour de la Lune,mais échec de l’alunissage
JAPON (ISAS)
# 1990 Démonstrateur technologique Hiten (MUSES-A) placé en orbite.
# 2000 : projet avorté de la sonde Lunar-A, puis lancement de la sonde SELENE/Kayuga en orbite lunaire. Analyse avec succès de la surface et l’environnement (plasma, champ magnétique et gravité)
# 2015 : projet avorté d’un alunisseur avec SELENE 2
USA (NASA)
# 2004 : programme Constellation pour des vols habités dont la Lune vers 2018-2020. Développement du projet Lunar Precursor Robotic. LCROSS (2009) recherche la présence d’eau vers les pôles, LRO (2009) pour faire de la cartographie, GRAIL (2011) pour dresser une carte détaillée du champ de gravité, LADEE (2011) pour étudier l’atmosphère.
# 2020 : développement du vaisseau ORION, dont le 1er vol circum lunaire est prévu après 2020, avec un 1er vol habité avec 4 astronautes en 2024 .
RUSSIE (IKI, ROSCOSMOS)
# 2016 : objectifs du programme lunaire, 37ans après LUNA 24 :
LUNA 25 : fin décennie, étude de la régolithe; vers 2020, LUNA 26, orbiteur polaire (cartographie, relais hertzien) ;vers 2021, LUNA 27 avec atterrisseur Luna Resours (régolithe, forage, …); puis LUNA 28 avec Luna Grund pour ramener des échantillons.

Article réalisé par Michel Drobytcheff avec la participation de Michel Vidal
Mise en forme et édition: Michel Vidal