Il n’est pas exagéré de dire que nous vivons à une époque de renouveau de l’exploration spatiale. La Lune, en particulier, est devenue au cours des dernières années le centre d’une attention croissante. En plus de la récente directive du président Trump à la NASA de retourner sur la Lune, de nombreuses autres agences spatiales et entreprises aérospatiales privées planifient leurs propres missions lunaires. Le programme d’exploration chinoise (CLEP), aussi connu sous le nom de programme Chang’ e, est le plus avancé. Ses bagages comportant tout ce qu’il faut pour reconstituer un écosystème sur la Lune sont bouclés. C’est parti !
Nommé en l’honneur de l’ancienne déesse chinoise de la Lune, ce programme a déjà envoyé deux orbiters et un atterrisseur sur la Lune. Mais, cette année 2018, la Chine est en passe de réaliser ce que personne n’avait pu faire auparavant. Explorer la face cachée de la Lune et s’y installer. Pour réaliser cet exploit impossible jusque-là en raison de l’absence de connexions radio avec la Terre sur cette face de la Lune, la Chine met les grands moyens. Elle enverra en juin un satellite relais qui sera placé à 60 000 km derrière la Lune et qui assurera la communication avec notre bonne vieille Terre. Plus tard cette année, la mission Chang’ e 4 commencera, sur la face cachée de notre satellite, à étudier la géologie locale et testera les effets de la pesanteur lunaire sur les insectes et les plantes.
Une serre sur la Lune
La mission consistera en un orbiteur relais qui sera lancé à bord d’une fusée Long March-5 en juin 2018. Ce relais se mettra en orbite autour de la région dénommée Point Lagrange. Le lancement de l’atterrisseur et du rover sera opéré environ six mois plus tard. En plus d’une série d’instruments perfectionnés pour étudier la surface lunaire, le module atterrisseur transportera également un conteneur en alliage d’aluminium rempli de graines et d’insectes.
Comme Zhang Yuanxun – concepteur en chef du conteneur – l’a dit au Chongqing Morning Post (selon China Daily) : « Le conteneur enverra des pommes de terre, des graines d’arabidopsis (arabettes) et des œufs de vers à soie à la surface de la Lune. Les œufs vont éclore en vers à soie, qui peuvent produire du dioxyde de carbone, tandis que les pommes de terre et les graines émettent de l’oxygène par photosynthèse. Ensemble, ils pourront créer un écosystème simple sur la Lune. »
Cette serre d’aluminium posée sur le sol lunaire devrait permettre aux chercheurs d’observer le processus de croissance des animaux et des plantes sur notre satellite naturel. Les défis que devront relever cette expérience sont notamment le contrôle de la température et l’approvisionnement en énergie. Les scientifiques en charge du projet ont donc équipé leur conteneur d’un véritable système autonome de climatisation ainsi que de batteries spécialement conçues pour l’occasion et dotées d’une densité énergétique très élevée. Ce kit de jardinage spatial ouvre la voie d’un projet plus vaste : installer un avant-poste humain sur la Lune. Comme dans le film Seul sur Mars, les futurs astronautes lunaires pourront ainsi cultiver des patates !
Les mystères de la face cachée de la Lune
La mission sera aussi la première mission envoyée dans une région inexplorée de l’autre côté de la Lune. Cette région est dénommée le South Pole-Aitken Basin, une vaste région d’impact dans l’hémisphère sud. Mesurant environ 2 500 km de diamètre et 13 km de profondeur, c’est le plus grand bassin à impact unique de la Lune et l’un des plus grands du système solaire.
Le South Pole-Aitken Basin, sur la face cachée de la Lune. Source : Wikimedia
Ce bassin est également une source de grand intérêt pour les scientifiques, et pas seulement en raison de sa taille. Ces dernières années, on a découvert en effet, que la région contenait de grandes quantités de glace d’eau. On pense que ce sont les conséquences des impacts des météores et des astéroïdes qui ont laissé de la glace d’eau, qui a survécu parce que cette région est en permanence à l’ombre du soleil. Sans lumière directe du soleil, la glace d’eau située dans ces cratères n’a pas été soumise à la sublimation et à la dissociation chimique.
Depuis les années 1960, plusieurs missions ont exploré en orbite cette région. C’est le cas des missions Apollo 15,16 et 17, du Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) et de l’orbiteur indien Chandrayaan-1. Cette dernière mission (qui a été montée en 2008) consistait également à envoyer la sonde d’impact lunaire Probe sur la surface de la Lune afin de déclencher la libération de matière, qui a ensuite été analysée par l’orbiteur. La mission a confirmé la présence de glace d’eau dans le cratère Aitken, découverte qui a été confirmée environ un an plus tard par l’ARO de la NASA.
Grâce à cette découverte, plusieurs spécialistes de l’exploration spatiale ont déclaré que le bassin du Pôle Sud-Aitken serait l’emplacement idéal pour une base lunaire. À cet égard, la mission Chang’ e 4 étudie la possibilité, même pour les humains, de vivre et de travailler sur la Lune. Cette mission présentera aussi un autre intérêt : elle évaluera également si des organismes terrestres peuvent croître et prospérer dans la gravité lunaire – qui est d’environ 16 pour cent de celle de la Terre (ou 0,1654 g). En effet, des études antérieures menées à bord de l’ISS ont montré que l’exposition à long terme à la microgravité peut avoir des effets considérables sur la santé, mais on en sait peu sur les effets à long terme d’une faible gravité.
Les Chinois ne sont pas les seuls à avoir un programme d’exploration lunaire. L’ESA, l’Agence spatiale européenne, fournit deux instruments importants à un atterrisseur lunaire dirigé par la Russie, prévu pour 2022. L’ESA fournit également l’énergie primaire et le système de propulsion de la capsule spatiale Orion de la Nasa, dont l’orbite autour de la Lune sans équipage est prévue pour 2019. Enfin, l’Agence européenne participe à des discussions exploratoires avec la Chinese National Space Administration afin d’identifier les possibilités de collaboration future dans le cadre de missions d’exploration robotique.
Vue d’artiste du projet de village lunaire de l’ESA
L’approche collaborative de l’ESA est peut-être illustrée par le concept de Moon Village, qui a été proposé par le directeur général Jan Woerner, peu après son entrée en fonction en 2015. Le village de la Lune est considéré comme une entreprise ouverte à tous visant à assurer une présence permanente et durable sur la Lune, à la fois robotique et humaine. Le concept implique que l’ESA joue un rôle non traditionnel en tant que « courtier honnête », facilitateur et catalyseur vis-à-vis des parties intéressées à l’échelle mondiale « , explique Piero Messina, du département Stratégie de l’ESA.
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On peut dire sans se tromper que les plans de la Chine sont les plus avancés.
Si tout se passe bien pour la mission Chang’ e 4, la Chine a l’intention de poursuivre avec plus de missions robotiques et une tentative de mission en équipage dans environ 15 ans. On a aussi parlé d’inclure un radiotélescope dans la mission. Cet instrument serait déployé de l’autre côté de la Lune, où il ne serait pas pollué par les signaux radio provenant de la Terre (ce qui est un casse-tête courant dans le domaine de la radioastronomie). Les retombées scientifiques sont énormes. Le fait d’être dans l’ombre de la Lune permet d’avoir une vue incomparable sur l’univers. Cité par The Guardian, Heino Falcke, de l’université Radboud aux Pays-Bas, espère en profiter pleinement en fournissant un radiotélescope à la mission chinoise. Son but est de tester à quel point il sera facile de capter les signaux de l’univers primitif à une époque où il n’y avait pas encore d’étoiles. Les astronomes appellent ce moment « l’âge des ténèbres » parce que rien n’émettait de lumière. Mais les atomes d’hydrogène émettaient des ondes radio que Falcke espère capter. Il a conçu l’instrument pour une mission lunaire que l’Agence spatiale européenne (ESA) avait envisagé de mener il y a environ cinq ans. Mais cette mission a été ajournée et les rêves de l’astronome hollandais repoussés sine die. Mais lorsque le roi des Pays-Bas s’est rendu en Chine dans le cadre d’une délégation commerciale, l’idée a été relancée.
Et selon ce que la mission pourra nous dire sur le bassin du Pôle Sud-Aitken (notamment si la glace d’eau est abondante et tolérable aux radiations), il est possible que les agences spatiales y envoient d’autres missions dans les années à venir. Ça va vite se bousculer sur la Lune…
Source : Universe Today, The Guardian
