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La découverte du monde > Le ciel > La Lune |
L'exploration in situ |
Longtemps
destination de voyages imaginaires, la Lune a commencée à être envisagée
sérieusement comme un objectif accessible par quelques ingénieurs des
premières décennies du XXe
siècle engagés dans la mise au point
des premiers moteurs de fusées (Goddard, Esnault-Pelterie, etc.). Mais
il faudra attendre le lendemain de la seconde guerre mondiale, pour que
la disponibilité de technologies développées à des fins militaires
(principalement, les fusées V1 et V2 allemandes), ajoutée au contexte
de la Guerre froide qui oppose les États-Unis
et l'Union Soviétique et leurs alliés respectifs, placent dès 1953
au rang de priorité les programmes d'accès à l'espace. Atteindre la
Lune étant alors très vite perçu comme le signe d'une maîtrise technologique
requise pour le lancement de missiles intercontinentaux, et le symbole
le plus évident de la victoire de l'un ou de l'autre camp dans ce nouveau
conflit, si fortement teinté de propagande.
Bien que d'autres pays aient eu très tôt des ambitions spatiales, l'exploration de la Lune (et des autres planètes) a d'abord été le fait des deux superpuissances de l'époque, l'Union soviétique, et les États-Unis, dont le bras armé sera son agence spatiale, la Nasa (National space and aeronautics administration). Les premiers tirs de fusées en direction de la Lune datent de 1958, et dès l'année suivante, les premières sondes automatiques parvenaient effectivement jusqu'à notre satellite. Rapidement, ces coups d'essais ont appelé l'émergence de programmes de vols habités, tant du côté soviétique qu'Américain. C'est donc pour l'essentiel pour préparer l'arrivée du premier humain sur la Lune que sera programmée la frénésie de lancements qui ne cessent de se succéder au cours de la décennie qui suit. lancement. Finalement, trois ans seulement après le premier alunissage en douceur d'une sonde soviétique, le premier équipage américain du programme Apollo pose le pied en 1969 sur la Mer de la Tranquillité Depuis, on serait tenté de dire que toute l'affaire tient en une seule phrase : on a marché sur la Lune et on en est revenu. Au total une soixantaine de voyages vers la Lune auront eu lieu. Près de 400 kilogrammes de roches lunaires auront été rapportées sur Terre pour y être étudiées. Seuls huit voyages (tous appartenant au programme Apollo) auront été habités, dont six alunissages, qui auront permis à douze humains de fouler le sol de notre satellite. Pourtant, alors même que la Guerre Froide qui a justifié tout cela n'apparaît plus que comme un spasme de notre histoire, les premiers programmes d'exploration de la Lune, qui sétagent sur une période incroyablement brève, ont modifié en profondeur la vision que l'on peut avoir aujourd'hui du monde. Ils ont marqué un tournant non seulement dans l'histoire des connaissances, mais dans l'histoire humaine. Dates clés :1959 - Luna 2 / Lunik 2 est la première sonde à atteindre la Lune, c'est aussi la première fois qu'un engin spatial atteint un autre corps céleste; Luna 3 photographie pour la première fois la face cachée. |
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Dans un premier
temps, les programmes lunaires n'apparaissent que comme le fer de lance
d'un effort tous azimuts pour maîtriser l'accès à l'espace. Et c'est
d'abord l'orbite terrestre que les premiers programmes spatiaux ont visé,
avec, pour ne retenir que deux de ces achèvements - les deux à mettre
au compte des Soviétiques -, Spoutnik 1 qui, le 4 octobre 1957,
devient le premier satellite artificiel à circuler autour de notre planète,
et Youri Gagarine, premier humain dans l'espace, le 12 avril 1961.
Ces sondes qui ont décroché la Lune 1958 : échecs
en parallèle
Les ratages américains : Pioneer 0, destiné à se placer en orbite, échec au décollage, le 17 août 1958. Pioneer 1 (11-12 octobre 1958), ne parvient pas à se placer sur la trajectoire vers la Lune, mais apporte des informations sur la ceinture de radiations de la Terre (ceintures de Van Allen). Pioneer 2 (8 novembre 1958), panne du second étage peu après le décollage. Pioneer 3 (6 décembre 1958), échec au décollage).1959 : enfin la Lune! Le début de l'année suivante va aussi être marqué par d'autres échecs pour les Soviétiques. Dans certains cas, ils ne sont que partiels, dans d'autres, on pourrait croire que la série noire continue. Lancée le 2 janvier 1959, la sonde Luna 1 (aussi appelée Lunik 1), destinée à s'écraser sur la Lune, manque ainsi son objectif, mais se place en orbite héliocentrique et transmet les premières données recueillies in situ sur la composition chimique du milieu interplanétaire (présence de vapeurs de sodium). En revanche Luna 1959A, lancée le 18 juin ne parvient pas même à atteindre l'orbite terrestre. L'année commence mieux apparemment du côté américain, puisqu'enfin, avec la sonde Pioneer 4, lancée le 3 mars 1959, un premier engin parvient à proximité de la Lune, la "frôlant" à 60 000 km. Mais elle finira plus mal, puisque le 26 novembre, la sonde Pioneer P-3, destinée elle aussi à survoler la Lune, rate son décollage. Quoi qu'il en soit, c'est une sonde soviétique, Luna 2 (aussi appelée Lunik 2), qui, lancée le 12 septembre, aura été le premier engin à atteindre le sol lunaire, où il s'écrase deux jours plus tard, dans la mer de la Sérénité. Mais peut-être plus importante encore est la réussite de la mission suivante; celle de la sonde Luna 3 (aussi appelée Lunik 3), elle aussi lancée par l'URSS (le 4 octobre 1959), et qui lors d'un premier contournement de la Lune, transmet pour la première fois des images de la face cachée. Qui plus est, Luna 3, qui est revenue sur Terre le 20 avril 1960, est le premier engin spatial à avoir fait l'aller-retour entre la Terre et la Lune.
En attendant les vols habités Le vol de Youri Gagarine, premier humain à atteindre l'espace, le 12 avril 1961, change quelque peu la donne. A partir de cette date, l'administration américaine, par la voix du président John Kennedy, affiche sa volonté d'envoyer des humains sur la Lune. Les mêmes ambitions existent aussi à partir de cet instant en Union soviétique, même si le programme lunaire de vols habités va s'y élaborer dans le secret. D'un côté comme de l'autre, la préparation des vols lunaires habités, passe par tout un ensemble d'étapes. Certaines concernent la maîtrise des technologies spatiales au sens large, et déjà des vols habités (programmes Mercury et Gemini des États-Unis, programmes de l'URSS Voskhod, qui succède aux Vostok, puis Soyouz). D'autres sont plus spécifiquement des programmes de nouveaux envois de sondes automatiques vers la Lune. Ce sera les programmes américains Ranger, Surveyor et Lunar Orbiter, et, pour les soviétiques, deux nouvelles générations de sondes Luna, auxquelles s'ajoutera le programme Zond. Les programmes américains Ranger Surveyor Vue du cratère Tycho par la sonde Surveyor 7. (Source : NSSDC / NASA). Lunar Orbiter |
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Les
programmes soviétiques
Au moment des échecs des premiers Ranger, le programme lunaire soviétique connaît également quelques difficultés sérieuses. C'est d'abord Spoutnik 25, lancé le 4 janvier 1963), qui devait se poser sur la Lune et rate sa trajectoire avant de retomber sur Terre. C'est ensuite Luna 4, sonde lancée le 2 avril de la même année, et avec laquelle le contact est perdu alors qu'elle est à quelques milliers de kilomètres de la Lune. Puis vient le tour de Luna 5, lancée le 9 mai 1965, dédiée à un alunissage en douceur, mais qui termine sa course en s'écrasant dans la mer des Nuées, le 12 mai. Quant à Luna 6, elle est lancée le 8 juin 1965, mais manque la Lune à cause d'une erreur de manoeuvre et se place en orbite héliocentrique. Après elle, Luna 7, lancée le 4 octobre 1965, s'écrase sur la Lune trois jours plus tard, après un problème dans l'allumage de ses rétrofusées. Et c'est le même sort qui attend encore Luna 8, lancée le 3 décembre 1965. La chance avait cependant commencé à tourner quelques mois plus tôt, avec le lancement de la sonde Zond 3, le 18 juillet 1965, qui avait contourné comme prévu la Lune, pris quelques photographies, et était revenue à proximité de la Terre neuf jours plus tard, avant d'aborder une orbite héliocentrique. Finalement, la sonde Luna 9, lancée le 31 janvier 1966, réussit la mission prévue. Le 3 février 1966, elle accomplit le premier alunissage en douceur, et transmet les premières images d'un paysage lunaire. La communication sera perdue deux jours plus tard. Il y aura encore un échec, celui de Cosmos 111, lancé vers la Lune le 1er mars 1966, et qui fini brûlé dans l'atmosphère terrestre le 3 du même mois. Mais les mois qui suivent vont être bien plus fastes. Le succès sera au rendez-vous d'une nouvelle phase du programme Luna, et de la poursuite du programme Zond. De Luna 10 à Luna 14Tout se gâte de nouveau en 1969, d'abord avec Zond 1969A (20 janvier) et Luna 1969A (19 février), Zond L1S-1 (21 février), Luna 1969B (15 avril), Luna 1969C (14 juin) qui ont des problèmes de lanceurs (explosion ou panne, selon les cas). Mais surtout, les jeux sont faits. Les États-Unis ont gagné la course à la Lune cette année-là , et la dernière tentative soviétique à laquelle on va encore assister, avec Luna 15, n'y changera rien : le 13 juillet 1969, soit trois jours avant le lancement d'Apollo 11, la sonde Luna 15, initialement destinée, semble-t-il, à ce qui aurait été le premier retour sur Terre d'échantillons du sol lunaire s'écrase dans la mer des Crises. |
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Le
programme Apollo
Le programme lunaire habité américain, baptisé Apollo, a été officiellement décidé le 25 mai 1961, après que les États-Unis aient subi deux gifles consécutives dans la course à l'espace : d'abord le bip-bip de Spoutnik 1, le 4 octobre 1957, et le vol de Youri Gagarine, le 12 avril 1961 (sans parler d'autres humiliations plus terrestres, comme celle qui a suivi l'échec de la tentative de débarquement à Cuba, dans la baie des Cochons, le 17 avril). Le 25 mai de cette année-là , donc, le président Kennedy contre-attaque dans un discours où il annonce qu'un Américain marcherait sur la Lune avant la fin de la décennie. Pourquoi la Lune? Parce qu'elle est là , expliquera simplement un Kennedy peu avare de formules démagogiques. Mais, à l'époque, visiblement cela suffit, et le pari sera magistralement gagné par les sorciers de la Nasa et l'alunissage, en 1969, de l'équipage d'Apollo 11. En attendant tout est à faire. La Nasa
n'est pas prête, et des pans entiers de l'économie (et un budget de 25
milliards de dollars) de ce qui ressortira comme la première superpuissance
vont être requis pour atteindre l'objectif fixé. D'un point de vue pratique,
le pari devra suivre deux axes. D'une part, il convenait de construire
et de mettre au point d'un lanceur suffisamment puissant pour emporter
des humains jusqu'à la Lune. Ce fut la fusée Saturn, dont la version
finale (la Saturn V) était un engin colossal, dont la masse au décollage
était de 2900 tonnes (3400 tonnes de poussée), qui comportait trois étages
et mesurait 110 mètres de haut. Il était ensuite nécessaire de définir
les modalités d'un tel voyage aller-retour, et concevoir les véhicules
spatiaux idoines. Il s'agit de la capsule Apollo, de son module de service,
et d'une étrange araignée de métal, le module lunaire ou Lem (Lunar
excursion module). Enfin, ont dût penser à recruter et à entraîner
des astronautes. Ce seront pour la plupart des pilotes de chasse de l'aéronavale
américaine.
Un accident a endeuillé ce qui devait être, en février 1967, le vol d'Apollo 1. Le 27 janvier 1967, son équipage, Virgil Grissom, Edward White et Roger Chaffee, ont péri à l'entraînement dans la capsule Apollo même, où un incendie s'était déclaré. Les vols suivants du programme Apollo - soit Apollo 2, 3, 4, 5 et 6 - qui commencé dès le mois de novembre, étaient inhabités, et ont eu pour but principal de qualifier la fusée Saturn. Le premier vol habité a été celui d'Apollo 7, dont le lancement a eu lieu le 11 octobre 1968, avec à son bord Walter Schirra, Don Eisele et Walter Cunningham. Une mission destinée à tester en orbite terrestre le fonctionnement du module de commande Apollo. Il a eu ensuite encore un autre vol habité, resté en orbite autour de la Terre pour de nouvelles vérifications : celui d'Apollo 9, lancé le 3 mars 1969, avec à son bord James McDivitt, David Scott et Russel Schweickart. Mais entre-temps, un premier voyage préparatoire vers la Lune avait eu lieu, celui d'Apollo 8, suivit d'un autre, celui d'Apollo 10. Premiers pas
Apollo - 11 - La mission Apollo 11 a été lancée le 16 juillet 1969, avec à son bord, Neil Armstrong, Edwin (Buzz) Aldrin et Michael Collins. Les deux premiers, emportés par le Lem, vont marcher sur la Lune, le troisième restera en orbite à bord du module de commande. Ce premier alunissage se déroule le 20 juillet 1969. Il a lieu au nord de la mer de la Tranquillité. Un séjour de 21 heures, qui permettra de collecter une vingtaine de kilogrammes d'échantillons de sol. La capsule Apollo était de retour sur Terre le 24 juillet. Apollo 12 - Le lancement de la mission Apollo 12 a eu lieu le 14 novembre 1969. Les astronautes Charles Conrad et Alan Bean se sont posés le 19 novembre dans l'Océan des Tempêtes, à proximité de la sonde Surveyor 3, pendant que Richard Gordon restait en orbite lunaire. Le séjour sur la Lune a duré 31,5 heures, et 34 kg d'échantillons de sol ont été collectés. Le retour sur Terre a eu lieu le 24 novembre.
Apollo 13 - Le lancement d'Apollo 13, avec à son bord James Lovell, Fred Haise et John Swigert, a eu lieu le 11 avril 1970. L'explosion du réservoirs d'oxygène n° 2 du module de service, à mi-chemin de la Lune, a empêché la mission d'atteindre ses objectifs affichés. Les trois astronautes, qui doivent un temps se réfugier dans le Lem dans des conditions éprouvantes, ont cependant pu revenir sur Terre sains et saufs. Apollo 14 - La mission Apollo
14 a été lancée le 31 janvier 1971,
emportant vers la Lune Alan Shepard, Edgar Mitchell et Stuart Roosa (ce
dernier appelé à rester en orbite lunaire). Le Lem de cette expédition
s'est posé le 5 février dans la région des montagnes de Fra Mauro, initialement
destinée à l'alunissage d'Apollo 13. Le séjour sur la Lune a duré 33
heures, et 44 kilogrammes d'échantillons ont été collectés. Le retour
sur Terre a eu lieu le 9 février. Ajoutons que les astronautes ont utilisé
à l'occasion de cette mission une "brouette" pour transporter leur équipement
lors de leurs sorties extra-véhiculaires.
Apollo 16 - La mission Apollo 16 est partie de Cap Kennedy le 16 avril 1972, avec à son bord John Young, Charles Duke et Thomas Mattingly (resté en orbite lunaire). Le site d'alunissage, atteint le 21 avril, était la région du cratère Descartes (hautes terres lunaires). L'utilisation de la jeep lunaire a fait parcourir 27 kilomètres aux astronautes. Le séjour sur la lune a duré 71 heures et 95 kg d'échantillons ont été recueillis. Le retour sur Terre date du 27 avril. Apollo 17 - Le dernier vol
du programme Apollo a été lancé le 7 décembre 1972.
Il emportait les astronautes Ronald Evans (appelé à rester en orbite
lunaire), Eugene Cernan et, pour la première fois un scientifique, Harrison
Schmitt qui sera le premier, et à ce jour le seul géologue, à avoir
foulé le sol lunaire. L'alunissage eut lieu dans la région Taurus-Littrow,
le 11 décembre. Cernan et Schmitt on parcouru 30 km avec la jeep lunaire
et collecté 110 kg d'échantillons. Leur séjour sur notre satellite a
duré 75 heures. Le retour sur Terre date du 19 décembre.
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Nouveaux
caps
La déconvenue
soviétique
Luna 16 (lancée le 12 septembre 1970), Luna 17 (10 novembre 1970), Luna 18 (2 septembre 1971, communications interrompues au moment de l'alunissage), Luna 19 (28 septembre 1971), Luna 20 (14 février 1972), Luna 21 (8 janvier 1973), Luna 22 (29 mai 1974), Luna 23 (28 octobre 1974, endommagée au moment de l'alunissage la sonde fonctionne encore trois jours, mais ne peut rapporter les échantillons prévus) et Luna 24 (9 août 1976).Les sondes Luna ont permis de nouveaux retours d'échantillons (Luna 16, Luna 20 et Luna), et aussi l'emploi sur la Lune de rovers télécommandés, les Lunokhod embarqués à bord des sondes Luna 17 et Luna 21 : Les retours d'échantillons Maquette de Lunokhod 2. (Source : Page de Vincent Meens). Outre les échecs de sondes Luna 18 et 23 déjà mentionnés, on a également enregistré à cette époque l'échec au décollage de Soyouz L3 (23 novembre 1972), qui devait se placer en orbite lunaire. L'éternel retour
à la Lune
Muses A - Cette sonde en deux parties (Hiten et Hagoromo) lancée en 1990 depuis le Japon sur une orbite terrestre très allongée avait pour but de tester des technologies de navigation spatiale (en préparation du programme Geotail), et plus spécialement de trajectoires en direction de la Lune, dont elle s'est rapprochée une dizaine de fois. L'engin a servi a placer le petit satellite Hagoromo autour de la Lune, mais celui-ci est tombé en panne. Quant au module principal, Hiten, a finalement été précipité sur la Lune le 10 avril 1993. Clementine - La sonde Clementine, initialement conçue pour servir de démonstrateur technologique dans le cadre de la "Guerre des Étoiles" (officiellement : Initiative de Défense Stratégique) envisagée par l'administration Reagan, a finalement été lancée le 25 janvier 1994 à destination de la Lune. Placée en orbite lunaire, la sonde a cartographié 99% de la surface de notre satellite pendant 70 jours (soit au total 351 orbites accomplies et 1,8 million d'images transmises dans 11 bandes spectrales différentes). Elle devait ensuite être dirigée vers l'astéroïde 1620 Geographos. Mais un dysfonctionnement l'a obligée à revenir en orbite terrestre où elle a servi à l'étude de la magnétosphère, jusqu'en juin 1994. Lunar Prospector (vue d'artiste). (Source : NSSDC / NASA). Lunar Prospector, Cette sonde a été lancée à destination de l'orbite lunaire le 6 janvier 1998 où elle a séjourné 19 mois avant d'être précipitée sur le sol de notre satellite, le 31 juillet 1999. Opérant depuis une orbite polaire, ses instruments ont permis de compléter la carte géologique de la Lune au hautes latitudes.Les outsiders - D'autres engins ont également approché la Lune : Il s'agit de d'AsiaSat 3 / HGS-1, qui en est arrivé là un peu par accident, et des sondes Galileo et Cassini-Huygens, qui ont croisé la Lune en faisant route vers leurs destinations finales (Jupiter et Saturne, respectivement). Lancé le 24 décembre 1997, le satellite AsiaSat 3 était initialement destiné par la Chine qui l'a lancé à servir de relais de télécommunications. Il a pris le nom de HGS-1, après qu'une panne ait conduit à un changement de propriétaire (Hughes Global Services) ait eu raison de ses objectifs. Une manoeuvre destinée à sa récupération l'a ainsi fait s'approcher de la Lune à deux reprises. Galileo, pour sa part a été lancée le 18 octobre 1989 à destination de Jupiter, qui a été atteinte le 7 décembre 1995. Entre-temps, la sonde a survolé Vénus, les astéroïdes Gaspra et Ida, et deux fois le système Terre-Lune; le 8 décembre 1990, et le 8 décembre 1992. Enfin, la sonde Cassini-Huygens destinée à explorer le système saturnien a été lancée le 15 octobre 1997. Et elle aussi a dû suivre une trajectoire compliquée avant de toucher au but, qui a été l'occasion d'approcher, le 18 août 1999, le système Terre-Lune pour bénéficier de son assistance gravitationnelle. Comme cela avait été le cas avec celui de Galileo, ce survol a été l'occasion de transmettre des photos de la Lune et diverses autres données télémétriques.Smart 1 - Cette sonde, dotée d'un moteur ionique, a été lancée par l'Agence spatiale européenne (ESA) le 27 septembre 2003. Destinée à la poursuive l'étude cartographique de notre satellite, elle l'a atteint le 15 novembre 2004. La stabilisation finale de son orbite a été achevée vers la mi-janvier 2005. Ayant terminé sa mission, elle a été déroutée pour s'écraser sur le sol lunaire, le 3 septembre 2006, tandis que des télescopes observaient depuis la Terre l'événement pour analyser les gaz émis par la vaporisation des roches consécutive à l'impact. |
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