Chandrayaan, le programme d’exploration lunaire indien | Actualités

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L’ISRO a perdu le contact avec l’atterrisseur de la mission Chandrayaan-2

— Actualités du 10 septembre 2019 —

En juillet dernier, la sonde indienne Chandrayaan-2 a décollé à destination de la Lune. Elle embarquait avec elle un atterrisseur appelé Vikram et un petit rover du nom de Pragyan. Après un voyage de quelques semaines jusqu’à l’orbite de la Lune, c’est vendredi soir qu’a eu lieu la tentative d’alunissage. Jusqu’à présent, l’ISRO, l’agence spatiale indienne, a eu beaucoup de succès dans ses différentes missions spatiales. Elle a par exemple réussi une mise en orbite autour de la planète Mars du premier coup. Mais du côté de la surface lunaire, c’est plus compliqué.

Vikram a commencé sa descente propulsive depuis une orbite de 36 par 110 km. Il ciblait une zone encore inexplorée à seulement 500 km du pôle sud de la Lune. Après avoir suivie une trajectoire optimale jusqu’à 2,1 km au dessus de la surface de la Lune, les communications ont subitement été perdues. C’est évidemment un très mauvais signe. Mais cela n’est cependant peut-être pas aussi dramatique.

Quelques dizaines d’heures après la perte de contact, Chandrayaan-2, restée en orbite lunaire, a localisé l’atterrisseur par imagerie thermique. Il semble être en un seul morceau mais dans une position inclinée. Ces systèmes de descente l’ont amené tout près du site d’atterrissage ciblé. On peut donc dire qu’à part la perdre de communication, la descente de l’atterrisseur ne s’est donc peut-être pas passé aussi mal que cela. Il reste à savoir dans quel état se trouve réellement Vikram et si l’agence spatiale indienne va réussir à rétablir le contact. Des tentatives ont avoir lieu en continu au cours des deux prochaines semaines. Après ça, ce sera le début de la nuit lunaire. L’atterrisseur et le rover ne sont pas équipés pour y survivre et cela signera la fin de la mission.

Sur Terre, l’Inde rêvait de devenir la quatrième nation à réussir à poser en douceur un vaisseau spatial sur la Lune, après l’URSS, les Etats-Unis et la Chine. Il semble toutefois difficile d’ajouter Vikram à la liste puisqu’il ne pourra très certainement pas mener à bien sa mission scientifique. Cet échec vient s’ajouter à celui de Beresheet quelques mois plus tôt. Cela rappelle que malgré sa proximité, la Lune n’est pas un objectif facile.

La mission Chandrayaan-2 est loin d’être terminée. L’essentiel de la charge utile scientifique se situe sur l’orbiteur, qui ne rencontre aucun problème. Son prédécesseur Chandrayaan-1 avait aidé à établir la présence de glace d’eau dans le sol lunaire. Chandrayaan-2 devrait nous aider à faire des estimations encore plus précise de la quantité d’eau que contient la Lune. Chandrayaan-2 fera aussi des études de topographie, de minéralogie. Cela permettra de créer des cartes 3D qui faciliteront les missions suivantes, à moins que l’ISRO réussisse à sauver une partie de Vikram et Pragyan.





Chandrayaan-2 est en orbite lunaire

— Actualités du 20 août 2019 —

Si tout se déroule comme prévu, c’est aujourd’hui que la mission indienne Chandrayaan-2 doit s’insérer en orbite lunaire. Elle procédera à 4 manoeuvres d’ajustement de sa nouvelle orbite jusqu’au 30 août. Le 1er septembre aura lieu la tentative d’alunissage. Le 7 septembre un petit rover sera alors déployé pour quelques jours d’exploration. Pour l’ISRO, c’est la première tentative d’alunissage non destructif. En cas de succès, l’orbiteur, l’atterrisseur et le rover pourraient fournir des résultats scientifiques très intéressants.

La mission Chandrayaan-2 a été lancée avec succès

— Actualités du 23 juillet 2019 —

L’agence spatiale indienne vient de lancer sa mission lunaire Chandrayaan-2. La mise en orbite s’est déroulée avec succès, mais le vaisseau spatial, son atterrisseur et son rover ont encore un long chemin à parcourir. Ils vont enchaîner les manoeuvres au cours des semaines qui viennent pour modifier progressivement leur orbite jusqu’à se faire capturer par la gravité de la Lune. Si tout se passe bien, le vaisseau spatial Chandrayaan-2 devrait arriver à destination pendant le mois de septembre. Il procédera alors à la troisième tentative d’alunissage de l’année, après Chang’e 4 et Beresheet.

Le rover de la mission Chandrayaan-2 ne réveillera pas de sa première nuit lunaire

— Actualités du 21 juillet 2019 —

Le rover Pragyan de la mission indienne Chandrayaan-2 est prévu pour fonctionner 14 jours, c’est-à-dire une journée lunaire. A la tombée de la nuit lunaire, il plongera dans un sommeil dont il ne se réveillera pas. On peut se demander pourquoi il ne peut pas redémarrer une fois le soleil de retour puisqu’il est équipé de panneaux solaires. Les périodes de froid prolongé sont très néfastes pour les systèmes embarqués sur la Lune.

Les températures peuvent tomber à -173 degrés Celsius en plein milieu de la nuit lunaire. Les batteries et les processeurs sont particulièrement sensibles à ces conditions extrêmes. Sur la planète Mars, la NASA utilise des résistances chauffantes et des boîtiers isolants pour les maintenir entre -40 degrés et 40 degrés Celsius. Le rover Pragyan, qui pèse 27 kilos, n’a pas ce type d’équipement. Son système électronique sera donc complètement exposé aux très basses températures de la nuit lunaire.

La Lune est un environnement particulièrement hostile pour les rovers, bien plus que la planète Mars. Il faut se méfier du froid mais aussi de la chaleur au milieu de chaque journée lunaire. Quand le soleil est au zénith, le rover chinois Yutu 2 est obligé de mettre ses opérations en pause pour éviter la surchauffe. Avec des températures au sol qui peuvent dépasser 100 degrés Celsius, les risques de pannes sont démultipliés. Jusqu’à présent, Yutu 2 a réussi à survivre à ses six premiers mois sur la Lune sans trop de problèmes, mais il est fort probable qu’il finira par succomber à cause de la chaleur ou du froid lunaire.

Evidemment, la problématique est encore pire si on imagine un jour implanter une base habitée sur la Lune. Les habitats des astronautes devront disposer de très bons moyens de régulation thermique et la gestion de l’énergie pendant les nuits lunaires ne laissera pas de place à l’erreur. C’est en partie pour cette raison que les pics de lumière éternelle intéressent les agences spatiales. Ils promettent de faciliter l’approvisionnement en énergie pendant les deux semaines que durent les nuits lunaires.

Le lancement de la mission Chandrayaan-2 est reporté

— Actualités du 16 juillet 2019 —

La mission Chandrayaan-2 devait décoller le 15 juillet. Il va cependant falloir faire preuve d’un peu de patience. 56 minutes avant l’heure prévue pour le lancement, la tentative a été annulée à cause d’un problème technique sur le lanceur GSLV Mach III. Les prochaines fenêtres de tir seront ouvertes les 16, 29 et 30 juillet. L’ISRO n’a pas encore communiqué à quelle date elle souhaite décaler le lancement de Chandrayaan-2.

La mission indienne Chandrayaan-2 décollera vers la Lune le 15 juillet 2019

— Actualités du 11 juillet 2019 —

Le 15 juillet 2019, la mission Chandrayaan-2 décollera à bord d’un lanceur GSLV Mk III à destination de la Lune, un peu plus de dix ans après la première mission du même nom. Cette fois-ci, l’agence spatiale indienne (ISRO) espère atteindre la surface lunaire et même s’y promener grâce à un petit rover. L’alunissage aura lieu le 6 septembre. Si la mission est un succès, l’Inde deviendra la quatrième puissance mondiale à se poser sur le sol lunaire, après les Etats-Unis, l’URSS et la Chine. Comme on l’a vu en début d’année avec Beresheet, se poser sur la Lune est compliqué. Mais l’ISRO a l’habitude de réussir des exploits avec un budget très limité. C’est la seule agence spatiale du monde à avoir réussi une mission martienne du premier coup.

Chandrayaan-2 poursuivra les découvertes de Chandrayaan-1

L’idée d’une mission indienne à destination de la Lune est née à la fin des années 1990 et elle a été approuvée par le premier ministre indien en 2003, la même année que le programme chinois Chang’e. Les premiers orbiteurs lunaires des deux pays ont ensuite décollé en 2007 et 2008. Ces agendas très similaires font penser à une mini course à la Lune entre les deux puissances montantes. Du côté de l’Inde, Chandrayaan-1 était la première mission spatiale d’exploration. C’était un petit orbiteur d’une tonne. L’ISRO avait fait le choix de collaborer fortement avec d’autres pays. Plus de la moitié des instruments scientifiques embarqués par Chandrayaan-1 étaient fournis par la NASA et l’ESA.

Après trois semaines de voyage et 9 mises à feu de son petit moteur, Chandrayaan-1 s’est insérée sans problème en orbite lunaire le 8 novembre 2008. L’agence spatiale indienne espérait pouvoir utiliser la sonde spatiale pendant deux ans, mais elle n’a fonctionné qu’un peu plus de 10 mois. C’est cependant une période suffisante pour réaliser 90% de sa mission scientifique et révolutionner notre connaissance de la Lune.

moon

Peu après son arrivée, Chandrayaan-1 lâche un petit impacteur au pôle sud de la Lune. Il était équipé de trois instruments scientifiques dont un spectromètre de masse qui mesura des quantités d’eau importantes au cours de sa descente, tellement d’eau que les responsables de la mission se sont demandés si les spectromètres avaient été correctement décontaminés. Mais l’instrument américain M3 installé sur l’orbiteur a rapidement confirmé une détection similaire. Conçu pour cartographier la minéralogie de la Lune il a indiqué lui aussi la présence de glace d’eau dans des concentrations de plus en plus importantes.

A mesure qu’on se rapprochait du pôle sud de la Lune, l’ISRO vérifiait ses résultats avec la NASA et en septembre 2009 les deux agences spatiales annoncèrent la découverte d’eau au niveau du pôle sud lunaire. Dix ans plus tard, cette découverte conditionne encore presque tous les efforts d’exploration de la Lune. Tout le monde veut aller au pôle sud : les chinois, les américains, les européens et bien sûr les indiens. C’est aussi la période qu’il a fallu à l’agence spatiale indienne pour préparer sa seconde mission lunaire. Les priorités de l’ISRO ne sont pas les mêmes que l’agence spatiale chinoise, la CNSA. La CNSA a concentré tous ses efforts sur la Lune pendant que l’agence spatiale indienne a utilisé cette période pour pour lancer sa première mission martienne avec succès.

Chandrayaan-2 localisera et quantifiera la glace d’eau lunaire

Grâce à Chandrayaan-2, l’Inde veut passer à la vitesse supérieure. La mission qui décollera le 15 juillet 2019 est beaucoup plus ambitieuse que Chandrayaan-1. Encore une fois, la sonde spatiale va adopter une stratégie de voyage par petites étapes. Injectée sur une orbite terrestre très elliptique, elle augmentera progressivement son apogée jusqu’à pouvoir s’élancer vers la Lune après avoir été capturé par la gravité lunaire. Elle effectuera les manoeuvres inverses pour réduire et circulariser sa nouvelle orbite. L’orbiteur de Chandrayaan-2 devrait alors évoluer à seulement 120 km de la surface lunaire pour une période d’un an.

Chandrayaan-2 embarque cinq instruments scientifiques : une caméra, deux spectromètres, un spectroscope et un radar. Le radar devrait permettre de sonder la surface lunaire jusqu’à une profondeur de quelques dizaines de mètres. Il doit donc servir à confirmer la présence de dépôts de glace d’eau dans les cratères qui sont perpétuellement à l’ombre. Chandrayaan-1 nous a indiqué la présence de glace d’eau, Chandrayaan-2 devrait nous permettre de découvrir où elle est située exactement et dans quelles quantités.

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Vikram et Pragyan, les vedettes de la mission Chandrayaan-2

Les véritables vedettes de la mission seront cependant l’atterrisseur appelé Vikram et le rover appelé Pragyan. Peu après l’arrivée en orbite lunaire, ils se détacheront de l’orbiteur pour aller se placer sur une orbite encore plus basse de 30 par 100 km. Après avoir vérifié le bon fonctionnement de tous leurs systèmes, ils démarreront une descente contrôlée de manière autonome.

Comme on l’a vu avec Beresheet, se poser sur la Lune n’est pas facile. Pour l’Inde, ce sera une première. La manoeuvre s’annonce donc particulièrement risquée. L’atterrisseur utilisera un radar, une centrale à inertie et une caméra de navigation pour analyser la surface et éviter les obstacles. Il se stabilisera à 4 mètres au dessus du sol lunaire avant de couper ses moteurs. La fin du trajet se fera donc en chute libre avec une vitesse de contact estimé à moins de cinq mètres par seconde. L’atterrisseur et le rover se poseront sur la Lune au tout début d’une journée lunaire. Ils sont en effet équipés de panneaux solaires et ne devraient pas survivre à leur première nuit lunaire. C’est donc une mission d’une quinzaine de jours qui les attend à la surface de la Lune.

L’atterrisseur Vikram a une masse d’1,4 tonnes tandis que Pragyan a une masse de 27 kg. L’atterrisseur embarque cinq instruments scientifiques. Un peu comme InSight sur la planète Mars, il embarque un sismomètre et une sonde thermique, ce qui aidera peut-être à sonder la croûte du pôle sud lunaire. Une sonde de Langmuir, une expérience radio et un réflecteur laser complètent le matériel embarqué par l’atterrisseur Vikram. Pragyan s’inspire beaucoup de Sojourner, le premier rover martien de la NASA. En plus de ses deux caméras de navigation, il embarque deux spectroscopes qui lui permettront d’analyser la composition de la surface lunaire. Comparé aux autres rover d’exploration planétaire, Pragyan sera un vrai petit bolide. Il parcourera près de 500 mètres sur la surface lunaire en 14 jours. En comparaison, Yutu 2 le rover de la mission chinoise Chang’e 4 a parcouru 213 mètres en 6 mois.

Le site d’atterrissage choisi pour Chandrayaan-2 permettra d’explorer le passé de la Lune

L’atterrisseur et le rover de la mission Chandrayaan-2 vont tenter de se poser entre les cratères Manizinus C et Simpelius N, une zone située à environ 70 degrés de latitude sud. Ce n’est pas exactement le pôle sud de la Lune. Les pics de lumière éternelle et les cratères plongés perpétuellement dans l’obscurité sont trouvables à partir de 80 degrés de latitude sud. Il ne faut donc pas espérer que Pragyan roule dans un dépôt de glace d’eau. Mais la région choisie pour l’alunissage est tout de même très intéressante. Elle contient notamment des cratères fantôme, qui se sont formés lorsque la Lune était encore géologiquement active. Dans certains cas, les cratères d’impact pouvaient alors se remplir de lave, laissant seulement deviner leurs bordures.

On estime aussi que le site d’atterrissage choisi est géologiquement très ancien, au moins 3,8 milliards d’années. Il ya donc de grandes chances pour que la surface environnante contienne des matériaux éjectés de la croûte avant la période de bombardements massifs qui a transformé l’apparence de la Lune. Chang’e 4 a eu cette chance dans le bassin du pôle sud-Aitken, espérons que Pragyan aura le temps de faire la même découverte avant de sombrer dans la nuit lunaire.

Chandrayaan-2 n’est que le début des ambitions lunaires de l’Inde

La principale mission de l’atterrisseur et du rover est une démonstration technologique. Les résultats scientifiques les plus intéressants proviendront probablement de l’orbiteur, qui réalisera des cartes en 3D de la Lune et une plongée radar au coeur de cratères qui n’ont pas vus la lumière du soleil depuis plus de deux milliards d’années.

En cas de succès, l’Inde a de grandes ambitions pour son programme d’exploration lunaire. L’Inde développe un programme de vols habités qui lui permettra de disposer de son propre vaisseau en 2022. L’agence spatiale indienne prépare par ailleurs une autre mission martienne et une première mission vénusienne. Le secteur privé indien est aussi très actif, notamment à travers les projets de TeamHindus, une organisation qui développait jusqu’à récemment son propre atterrisseur lunaire mais qui le fait dorénavant dans le cadre du programme CLPS. L’ISRO sera donc un candidat à suivre pour envoyer à nouveau des hommes sur la Lune.

Les puissances asiatiques auront une présence majeure sur la Lune

Pour la suite du programme Chandrayaan, une collaboration avec la JAXA, l’agence spatiale japonaise, a été évoquée. Une hypothétique mission Chandrayaan-3 chercherait à se poser encore plus près des pôles. Cette fois-ci, l’atterrisseur et le rover seraient conçus pour survivre aux nuits lunaire et procéder à des analyses d’échantillons sur place. Une telle mission a été évoquée pour 2024. Mais la JAXA pourrait engager des fonds importants dans la mission européenne Heracles, ce qui limitera peut-être les possibilités de collaboration supplémentaire.

Comme le reste du monde, le continent asiatique en tout cas les yeux rivés sur la Lune. Chinois, japonais et indiens seront bientôt rejoints par les sud-coréens. La Corée du Sud prépare sa première mission lunaire pour l’année prochaine. Korea Pathfinder Lunar Orbiter décollera à bord d’une Falcon 9 pour aller cartographier la Lune et ses précieuses ressources. Une deuxième mission ressemblera beaucoup à Chandrayaan-2, avec un atterrisseur et un rover. D’ici quelques années, le nombre de nations à s’être posé sur la Lune pourrait avoir doublé.

Le lancement de la mission Chandrayaan-2 est encore décalé

— Actualités du 30 avril 2019 —

En Inde, l’échec de la mission israélienne Beresheet a fait beaucoup réfléchir l’ISRO dans le cadre du programme d’exploration lunaire indien. La mission Chandrayaan-2 qui devait être lancée en avril a encore une fois été retardée. Il faut maintenant attendre le mois de juillet. Ce sera la première tentative de l’ISRO de poser un atterrisseur et un rover sur la Lune.

Jusqu’à présent, l’Inde a été incroyablement efficace dans son programme spatial. L’ISRO a réussi à envoyer des orbiteurs autour de la Lune et de la planète Mars, sans échecs et avec un budget très faible.

Sources

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