La Lune, elle accompagne depuis toujours notre planète, et sans elle nous ne serions sans doute pas là. Pendant des siècles, l’homme a voulu s’y rendre. Dans le contexte de la Guerre Froide, la course à l’exploration spatiale fait rage entre les soviétiques et les américains. Le 4 octobre 1957, les soviétiques réussissent l’exploit de mettre en orbite le premier engin spatial artificiel, Spoutnik 1. La conquête de l’espace est officiellement lancée entre les deux grandes puissances. L’objectif commun est désormais de survoler et de marcher sur la Lune. Les soviétiques seront les premiers à envoyer un engin spatial en orbite lunaire. Mais, ce sont les américains qui poseront le premier pas sur notre satellite. Il y a un 50 ans, le 21 juillet 1969, Neil Armstrong devenait le premier homme à fouler son sol. A ce jour, 12 astronautes ont marché sur la Lune dans le cadre du programme Apollo. Depuis, de nombreux engins spatiales ont été envoyés vers la Lune pour comprendre sa formation et en apprendre davantage sur l’évolution de notre Système Solaire.

Longtemps délaissée, l’exploration de la Lune suscite à nouveau un regain d’intérêt ses dernières années. En 2019, les Chinois ont réussi à poser un robot sur la face cachée de la Lune. Les américains sont prêts à y marcher de nouveau et se préparent pour un retour prévu vers 2024-2025, talonnés par l’Europe et la Chine. Retour sur les missions marquantes de la conquête lunaire.

 

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Les missions exploratoires de la Lune

Programme Pioneer (1958-1960) : les États-Unis ratent le coche

L’Armée de l’Air américaine tentent en 1958, moins d’un an après la mise en orbite de Spoutnik 1, l’envoi d’une sonde spatiale vers la Lune dans le cadre du programme Pioneer. Détruite au lancement, cette première sonde américaine, Pionner 0, qui devait se satelliser autour de la Lune est un échec. Les américains ratent leur départ vers la conquête de la Lune, avec le lancement réussi de la première sonde soviétique en 1959.

Sonde Pioneer
La sonde Pionner aurait pu être la première sonde américaine à orbiter autour de la Lune. Crédit photo : NASA [Public domain]

Programme Luna (1959-1976) : les soviétiques, pionniers de la conquête lunaire

Lancée le 2 janvier 1959, la sonde spatiale soviétique Luna 1 est le premier engin spatial à orbiter avec succès autour de la Lune, marquant le début de l’exploration lunaire. L’alunissage de Luna 2 est raté et la sonde cesse d’émettre après son impact sur la Lune. Luna 3 réalise la première photographie de la face cachée de le Lune.

Il faudra attendre le 3 février 1966 et la sonde Luna 9 pour que le premier atterrisseur se pose en douceur sur la Lune. La sonde photographiera pour la première fois le sol lunaire en gros plans.

Luna 16 (1970) sera le premier engin spatial à ramener un échantillon lunaire sur Terre. En novembre 1970, Luna 17 embarque à son bord Lunokhod 1, un véhicule robotisé, qui devient le premier à fouler sans encombres la surface lunaire qu’il sondera pendant 11 mois. Le programme prend fin en 1976 avec Luna 24 qui ramènera les derniers échantillons lunaires.

Programme Ranger (1959-1965) : la première sonde américaine en orbite lunaire

Dans le cadre du programme Ranger, l’envoi de 9 sondes, composées respectivement de 6 appareils photos permettent aux États-Unis de photographier en détail le sol lunaire. Suite à de nombreux incidents les six premières sondes sont un échec, et il faut attendre Ranger 7, lancée en 1964, pour transmettre à la Terre les premières images de la Lune. Ranger 7 transmettra des clichés jusqu’à son impact sur le sol lunaire en 1964. Les trois dernières sondes fourniront plus de 17 000 images détaillées de notre satellite naturel. Les États-Unis ont enfin réussi le défi de lancer avec succès leur première sonde en orbite lunaire, soit cinq ans après les soviétiques, et six ans après l’échec du programme Pioneer.

Programme Lunar Orbiter (1966-1967) : la première cartographie complète du sol lunaire

Lancé par la NASA entre 1966 et 1967, le programme Lunar Orbiter a pour objectif de cartographier la totalité de la surface lunaire, y compris sa face cachée. Les 5 sondes successives permettront de cartographier 99% de la surface lunaire avec une très grande précision. Lunar Orbiter 1 fournira aussi les premières images complètes de notre planète vue depuis l’orbite basse de la Lune.

Lever de Terre 1966
Le 23 août 1966, Lunar Orbiter 1 prend la première photo du lever de Terre depuis l’orbite lunaire. Crédit photo : NASA / LOIRP

Les États-Unis et le programme Apollo (1961-1975)

Apollo 1 à 7 (1961-1968) : des missions préparatoires au premier vol habité en orbite terrestre

Les débuts du programme Apollo tournent au fiasco. Lors d’une répétition au sol, un incendie se déclare dans la fusée transportant Apollo 1, entrainant la mort de ses 3 spationautes. Les origines de l’incendie seront attribuées à un court-circuit dans l’un des fils électriques. Le programme Apollo est retardé de quasiment 2 ans afin de renforcer les mesures de sécurité et apporter les améliorations techniques aux futurs vaisseaux Apollo. Jusqu’à Apollo 6 en 1968, les missions sans équipage serviront notamment à développer et tester la fiabilité du lanceur Saturn V qui permettra aux différents astronautes de fouler le sol lunaire. Apollo 7 est la première mission habitée du programme Apollo qui sera retransmise pour la première fois à la télévision. Cette mission qui s’effectue en orbite terrestre a pour objectif de valider les modifications effectuées depuis l’accident d’Apollo 1.

Apollo 7
Apollo 7 : la première mission habitée transportant 3 spationautes dans l’espace, en orbite terrestre. Crédit photo : NASA [Public domain]
 

Apollo 8 (1968) : les premiers spationautes en orbite lunaire

Les spationautes Franck Borman, James Lovell et William Anders sont les premiers à quitter l’orbite basse terrestre, à voir la Terre dans sa globalité, les premiers à entrer en orbite lunaire, les premiers à voir la face cachée de la Lune. Au cours des 10 révolutions qu’ils effectueront autour de la Lune, les astronautes assistent également au premier lever de Terre sur l’horizon lunaire. Williams Anders dira « Nous sommes partis explorer la Lune mais c’est la terre que nous avons découvert. »

Lever de Terre
Cette photographie prise la veille de Noël 1968, par William Anders est la première image de notre planète vue depuis la Lune. Crédit photo : Bill Anders/NASA [Public domain]
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Apollo 13 (1970) : échec et exploit de la NASA

Alors que le vaisseau Apollo 13 se trouve à mi-chemin entre la terre et la Lune, le module de service qui alimente l’équipage en oxygène explose le 13 avril 1970 mettant en danger les astronautes. La mission est immédiatement annulée : le vaisseau en déroute doit être rapatrié d’urgence vers la Terre. Le module lunaire Aquarius dans lequel les astronautes se sont réfugiés, va en quelque sorte servir de « canot de sauvetage ». Pendant leur trajet retour, les techniciens au sol de la NASA vont redoubler d’ingéniosité pour permettre aux astronautes en déroute de regagner la Terre sains et saufs. Le 17 avril 1970, la capsule amerrit sans encombre dans l’Océan Pacifique, près des îles Samoa. Le programme Apollo n’est pas pour autant abandonné par Nixon, mais il faudra attendre plus de huit mois pour que la NASA décide de renvoyer des hommes sur la Lune.

Apollo 13
La surface lunaire prise en photo depuis le module lunaire d’Apollo 13. Crédit photo : NASA [Public domain]

Apollo 15 (1971) : déploiement du premier véhicule lunaire

La Nasa déploie pour la première fois un rover lunaire qui permet aux astronautes de parcourir les terrains accidentés où Apollo 15 vient d’alunir, dans les Monts Apennins près du Mont Hadley. Avançant à une vitesse pouvant atteindre 14 kilomètres par heure, les astronautes peuvent désormais explorer la Lune sur de longues distances. L’engin servira également à collecter plus de 70 kilogrammes d’échantillons lunaires afin de comprendre l’histoire géologique de notre satellite. Les astronautes ramèneront un bloc rocheux de 270 grammes sur Terre, dénommé « Genesis Rock », dont la datation est estimée à 4,1 milliards d’années, correspondant quasiment au début de la formation du Système Solaire.

Fin des années 1990 : le renouveau de la conquête lunaire
Années 2000 : les nouveaux acteurs de la conquête spatiale

Le Japon et la sonde Kaguya (2007)

Le Japon avait déjà lancé en 1990 sa première sonde lunaire, Hiten, qui c’était en partie soldée par un échec. L’orbiteur Kaguya (Sélène), lancé en 2007, a permis de collecter de précieuses données très détaillées de la surface lunaire, de comprendre son origine et son évolution. Mais également de nous offrir de magnifiques images de notre planète.

Mission Kaguya
La Terre prise par la sonde japonaise Kaguya depuis la Lune. Crédit photo : Jaxa, NHK

La Chine et le programme Chang’e (2007-) : le premier atterrissage d’un engin spatial sur la face cachée de la Lune

La Chine lance le 27 octobre 2007 son premier orbiteur autour de la Lune dans le cadre du programme chinois Chang’e (CLEP en anglais). Chang’e 1 qui sera actif pendant moins de 2 ans, permet de cartographier la surface lunaire en 3 dimensions. En 2010, Chang’e 2 permet de photographier le sol lunaire avec une très grande résolution et a pour objectif de préparer le site d’alunissage pour les futures sondes Chang’e 3 et Chang’e 4.

Avec la mission Chang’e 3, le 14 décembre 2013, la Chine dépose sur la Lune son premier atterrisseur avec un rover embarqué, baptisé Yutu, un petit robot de 140 kilogrammes capable de se mouvoir sur ses 6 roues. Yutu devient le premier engin sur la Lune depuis 1976 et la sonde soviétique Luna 24. A cause d’un dysfonctionnement il ne parcourra que 114 mètres sur le sol lunaire.

Le 3 janvier 2019, les Chinois réussissent l’exploit de poser, pour la première fois de la conquête lunaire, une sonde sur la face cachée de la Lune, dans le cadre de la mission Chang’e 4. Le défi a été de pouvoir communiquer avec la sonde, car la face cachée de la Lune est toujours orientée dans le sens opposé de la Terre. Pour ce faire, la Chine a donc lancé en mai 2018, un satellite de communications baptisé Queqiao, afin de pouvoir communiquer avec la sonde depuis la Terre et cette face encore méconnue des scientifiques. Les futures missions Chang’e 5 et 6 devraient collecter des échantillons du pôle sud de la Lune.

Yutu Chang'e
Le rover Yutu se déplaçant sur la surface lunaire devant l’atterrisseur Chang’e 3. Crédit photo : Chinese Academy of Sciences. CNSA. Emily Lakdawalla. CC BY NC SA

Chandrayaan (2008-) : L’Inde à la conquête de la Lune, confirme la présence d’eau gelée sur la Lune

L’Agence Spatiale Indienne (ISRO) lance le 22 octobre 2008, Chandrayaan-1, son premier orbiteur lunaire avec 11 instruments scientifiques à bord, conçus en partie par la NASA et l’ESA. Le but de la mission était de dresser une carte de la composition minéralogique de la Lune. La sonde confirme la présence d’eau gelée sur la Lune. Les opérateurs indiens perdent le contact avec la sonde spatiale neuf mois plus tard. La sonde Chandrayaan-2 qui embarquera cette fois-ci un rover devrait alunir sur la Lune fin 2019.

Lunar Reconnaissance Orbiter (2009-) : la sonde qui dévoile le relief de la Lune

Lancée en 2009, au cours de l’année mondiale de l’astronomie, la sonde spatiale Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) a permis de dresser une carte topographique de haute résolution inédite, constituée de 1 300 photographies prises pendant une quinzaine de jours, en décembre 2010. Les instruments optiques de haute définition ont notamment fourni des images détaillées des différents sites d’alunissage des missions Apollo. La sonde est encore opérationnelle aujourd’hui et a permis de confirmer que de la glace d’eau est présente aux pôles lunaires, toujours à l’ombre. Elle reste à ce jour l’engin spatial ayant fourni le plus d’images de notre satellite, toutes missions de la NASA confondues.

LRO et Lune
Vues des différentes faces de la Lune reconstituées à partir des milliers d’images prises par la caméra de la sonde LRO. Crédits photos : NASA/GSFC/Arizona State University).

Beresheet (2019-) : l’échec de l’Israël

Après 6 semaines de voyage, la sonde israélienne, Beresheet 1, lancée par une fusée SpaceX, et conçue par une société privée : SpaceIL, se crache sur la Lune le 11 avril 2019. La sonde construite à moindre coût devait étudier le champ magnétique de la Lune. Malgré cet échec, la société israélienne a annoncé le développement de Beresheet 2. Si la mission aboutit, l’Israël pourrait devenir la quatrième nation, et le plus petit pays à poser une sonde sur la Lune.

Beresheet 1
La première sonde israélienne Beresheet 1 s’est malheureusement crashée sur la Lune en avril 2019. Elle devait étudier le champ magnétique de la Terre. Crédit photo : SpaceIL

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