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.
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.
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.
Programme Surveyor (1966-1968) : le premier atterrisseur américain sur la Lune
Avec l’alunissage de la sonde Surveyor 1, en juin 1966, dans l’Océan des Tempêtes, les États-Unis posent le premier atterrisseur lunaire in situ, 4 mois après la sonde soviétique Luna 9. La sonde fournit plus de 11 000 images de la surface lunaire. Les caméras et outils embarqués permettront de comprendre et d’analyser la composition des sols et l’épaisseur du régolithe, la couche de poussière qui compose le sol lunaire et qui résulte de l’impact des météorites. Celle-ci varie de 1 à 20 mètres selon les endroits. Cette mission de reconnaissance permet de comprendre que la Lune a une composition chimique proche de la croûte terrestre. De précieuses informations qui serviront à la préparation du programme Apollo, lancé 5 auparavant. Pas moins de sept sondes Surveyor seront envoyées vers la Lune jusqu’en 1968, mais seulement cinq d’entre-elles réussiront véritablement leurs missions.
Les États-Unis et le programme Apollo (1961-1975)
Dans les années 60, en pleine Guerre Froide, les États-Unis veulent affirmer leur suprématie face à l’Union Soviétique en s’imposant dans le domaine spatial. Le 21 mai 1961, le président de l’époque, John Fitzgerald Kennedy a pour objectif d’envoyer un américain sur la Lune. Le pari sera tenu huit ans plus tard avec la mission Apollo 11 qui mobilisera à l’épique 400 000 personnes et représentera 10% du budget américain. Mais avant de réussir cet exploit, plusieurs missions de reconnaissance ont été effectuées pour découvrir notre satellite et préparer l’arrivée des premiers spationautes en 1969.
Les différentes expériences menées sur la Lune, et les quelques 30 000 photographies prises, ont permis de mieux comprendre les caractéristiques géologiques de notre astre, ainsi que la genèse du Système Solaire. Découvrez les événements marquants du programme Apollo.
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, entraînant 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 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. »
Apollo 11 (1969) : les premiers astronautes à conquérir le sol lunaire
La fusée Saturn V contenant Apollo 11 décolle du centre spatial Kennedy le 16 juillet 1969, à 14 heures 32 minutes (heure locale), avec à son bord, Mickael Collins, Neil Armstrong et Buzz Aldrin. Après un voyage de 3 jours, le 21 juillet 1969, à 21 heures et 56 minutes, heure de Houston, Neil Armstrong, commandant de la mission et pilote du module lunaire, accompagné de Buzz Aldrin, foulent le sol lunaire. Armstrong prononce sa phrase devenue désormais célèbre : « C’est un petit pas pour l’homme mais un bon de géant pour l’Humanité. » Les images des premiers pas d’Armstrong et Aldrin sont retransmises en direct à la télévision devant une audience estimée à 700 millions de téléspectateurs, soit 20% de la population de l’époque.
Ils viennent d’alunir dans la mer de la Tranquillité, une vaste plaine correspondant à un ancien impact de météorite, à 6 kilomètres de la zone d’atterrissage prévue par la NASA. Ils constatent que la gravité sur la Lune est six fois moindre que sur Terre, raison pour laquelle nous avons l’impression que les astronautes « bondissent » lorsqu’ils se déplacent, malgré les 72 kilogrammes de combinaison qu’ils portent, sans oublier leur poids !
Tandis que Michael Collins, pilote du module de commande, est resté en orbite lunaire, Aldrin et Armstrong ont pour mission de mettre en place plusieurs dispositifs scientifiques sur le sol lunaire comme un réflecteur laser qui permettra de mesurer avec précision la distance Terre-Lune. Ce réflecteur et ceux posés au cours des autres missions, permettront de déduire que la Lune s’éloigne de la Terre à raison de 3,8 centimètres par an. Au cours de cette mission, seront également recueillis et ramenés sur Terre 21 kilogrammes de roches et de poussière lunaire.
En souvenir du premier alunissage, les astronautes américains plantent sur le sol lunaire un drapeau des Etats-Unis en nylon renforcé de fils de fer rigide, soutenu par une potence, lui donnant cet aspect plissé, car il n’y a pas de vent sur la Lune. Les astronautes dévoilent aussi une plaque inaltérable sur laquelle les prochains « visiteurs lunaires » pourront lire : « C’est ici que des êtres humains de la planète Terre posèrent pour la première fois le pied sur la Lune, en 1969 après J-C. Nous sommes venus en paix pour toute l’Humanité. Neil A. Armstrong, astronaute, Edwin E. Aldrin, astronaute, Michael Collins, astronaute, Richard Nixon, Président des Etats-Unis d’Amérique ». Retrouvez les plus beaux clichés pris par Neil Armstrong lors de la mission Apollo 11 grâce au programme Project Apollo Archive.
Après avoir passé exactement 21 heures 36 minutes sur la Lune, dont 2 heures et 31 minutes à l’extérieur du module d’exploration lunaire (LEM), les astronautes regagnent Collins dans le module de commande et de service pour entamer leur retour sur Terre. La capsule Columbia entre dans l’atmosphère terrestre le 24 Juillet, à une vitesse de 11 mètres par seconde, soit 39 600 kilomètres par heure. A 16 heures 51 minutes et 59 secondes (UTC), la capsule amerri dans le Pacifique dans la zone prévue. La première expédition humaine sur la Lune, couronnée de succès, s’achève. Les américains ont réussi leur pari, huit ans après le lancement du programme Apollo.
L’Humanité peut désormais rêver à d’autres exploits. Apollo 12 emmènera, en novembre 1969, les prochains astronautes fouler le sol lunaire. Le module lunaire (LEM) contenant les astronautes Charles Conrad et Alan Bean, et Richard Gordon, aluni avec précision dans l’océan des Tempêtes.
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 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.
Apollo 17 (1972) : les derniers hommes sur la Lune
Apollo 17 alunit dans la région de Taurus-Littrow le 11 décembre 1972 avec à son bord les astronautes Gene Cernan, Harrison Schmitt et Ronald Evans. Pendant leurs trois sorties extravéhiculaires (EVA), Cernan et Schmitt auront parcouru 35 kilomètres avec la jeep lunaire. Les derniers hommes à avoir foulé le sol lunaire amerrissent le 19 décembre 1972, couronnant ainsi la plus incroyable série d’expéditions dans l’histoire de l’Humanité. Apollo 17 battra plusieurs records en ramenant le plus d’échantillons lunaires, le plus long temps passé à l’extérieur d’un vaisseau spatial, le plus grand nombre d’heures passées en orbite lunaire, et de la réalisation de la plus grande distance d’éloignement du module lunaire. Il s’agira également de la plus longue mission du programme Apollo.
La célèbre photographie « Blue Marble » (Bille Bleue) a été prise depuis la Lune le 7 décembre 1972, à une distance d’environ 45 000 kilomètres. Ce cliché restera jusqu’en 2015, l’une des seules véritable photographie éclairée de notre planète depuis l’espace. Eugène Cernan, dira : « Quand vous êtes à 250 000 miles (environ 400 000 km) de la Terre et que vous la regardez, elle est très belle. Vous pouvez voir la circularité. Vous pouvez voir du pôle Nord au pôle Sud. Vous pouvez voir à travers les continents. Vous recherchez les ficelles qui la tiennent, un quelconque point d’appui, et ils n’existent pas. Vous regardez la Terre et autour, l’obscurité la plus noire que l’homme puisse concevoir. » Victime de coupes budgétaires et d’un désintérêt des politiques et de la population, le programme Apollo est définitivement abandonné en 1975.
Fin des années 1990 : le renouveau de la conquête lunaire
La sonde Clémentine (1994) et la face cachée de la Lune
Vingt ans après la mission Apollo, la NASA lance une nouvelle sonde lunaire nommée Clementine afin de réaliser des observations scientifiques, et évaluer la nature minéralogique de la surface lunaire. Pendant deux mois, la sonde balayera les 38 millions de kilomètres carrés de notre satellite. La sonde reconstituera pour la première fois la physionomie de la face cachée de la Lune, bien différente de la face visible, avec ses cratères et ses dénivelés plus importants. La sonde photographiera également le plus grand cratère d’impact connu dans le système solaire avec ses 2 500 kilomètres de diamètre et de 13 kilomètres de profondeur, dans le bassin d’Aikten, situé au pôle sud lunaire.
Années 2000 : les nouveaux acteurs de la conquête spatiale
A partir de 2007, l’Administration Spatiale Nationale Chinoise (CNSA en anglais) se distingue avec l’ambitieux programme Chang’e. Elle a réussi depuis plusieurs exploits. Quant à lui, le Japon fournit d’impressionnantes photos de la Terre et de la Lune dans le cadre de sa première mission lunaire en 2007, dans le cadre du programme KAGUYA-SELENE. La première sonde lunaire indienne, Chandrayaan-1, lancée en 2008, permet de confirmer la présence de glace d’eau sur notre satellite.
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.
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, baptiséYutu, 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.
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.
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.
Horizons 2020 : vers une présence humaine permanente sur la Lune ?
Prévu pour 2022, les Etats-Unis prévoient de renvoyer un équipage en orbite lunaire dans le cadre du programme Exploration Mission 2 (EM-2/Artemis 2), ce qui signerait le retour des américains à proximité de la Lune depuis Apollo 17 en 1972. Artémis 3, devrait certainement emmener de nouveaux astronautes sur la Lune, dont la première femme. Il est prévu qu’ils foulent le sol lunaire vers 2024-2025. Des premiers équipements seront envoyés sur la Lune dès 2020 avec notamment des lanceurs de la société SpaceX, afin de faciliter l’arrivée des futurs spationautes. La défi technologique est si grand que la NASA a fait appel à des entreprises privées pour assurer la réussite du programme Artémis.
La Chine ambitionne d’emmener pour la première fois un taïkonaute sur la Lune grâce à sa fusée Longue Marche 9, dont le développement devrait arriver à terme aux alentours de 2030. Quant au Japon, il prévoit l’envoi, vers 2020-2021, d’un petit atterrisseur lunaire, baptisé SLIM, dans le but d’étudier une zone volcanique.
De son côté la Russie continue de travailler avec l’Agence Spatiale Européenne (ESA) sur la mission robotique Luna 27 qui doit aller explorer les glaces du pôle sud. L’objectif est de poser, d’ici 2022, un atterrisseur dans le bassin d’Aikten afin de réaliser un forage in situ.
En 2019, l’Agence Spatiale Européenne (ESA) a confié à la société ArianeGroup le soin d’étudier la faisabilité d’un projet de mission d’exploration de la Lune avant 2025. La prochaine étape ambitieuse serait d’envoyer pour la première fois des astronautes européens sur la Lune, afin d’y construire un village et maintenir une présence humaine permanente.
