Mise à jour : 28 Février 2021
CONFÉRENCE (à distance) de Philippe COUÉ
Spécialiste Espace
« LE PROGRAMME LUNAIRE
CHINOIS AUTOMATIQUE ET HABITÉ »
Organisée par la SAF
Par Téléconférence, due au confinement virus
Le Samedi 20 Février 2021 à 15H00
À l'occasion de la réunion de la Commission de Planétologie
Photos : JPM pour l'ambiance (les photos avec
plus de résolution peuvent
m'être
demandées directement)
Les photos des slides sont de la présentation
de l'auteur. Voir les crédits des
autres photos et des animations.
La présentation, elle est disponible sur
ma liaison ftp sous mot de passe, pour les membres de la SAF qui en
font la demande, et se nomme : xxx.pdf, qui se trouve dans le dossier
PLANÉTOLOGIE-SAF/ saison 2020-2021.
Le conférencier n’a pas
souhaité mettre sa présentation à disposition de tout le monde, ceux qui la
veulent doivent me contacter (jpm@planetastronomy.com)
Ceux qui n'ont pas les mots de passe doivent me
contacter avant.
La conférence avec la première
partie comportant les actualités est
disponible.
Les conditions étant
particulières en cette période de circulation du virus COVID-19, je n’ai pas de
photo de groupe bien sûr, mais j’ai pu faire une photo partielle des
participants (voir plus bas).
De plus l’exposé étant très
clair, je vous suggère de vous y reporter si vous avez des questions.
Ph Coué, le dernier en bas à droite sur la
photo.
Après une courte introduction
sur l’actualité des deux derniers mois, la parole est au conférencier.
L’EXPLORATION LUNAIRE AVEC LES SONDES CHANG’E.
Le
programme lunaire chinois est assez ancien, il a démarré officiellement en 2003.
C’est l’Académie des Sciences chinoise qui gère les missions.
Un logo a été créé par le CLEP
(China Lunar Exploration Program) qui représente un dragon en bleu et des traces
de pas indiquant ainsi la finalité de ce programme.
On notera que Chang’e est la
déesse chinoise de la Lune.
La Chine possède un réseau
d’antennes réparties sur tout son territoire et outre-mer
CHANG’E-1 : LE PREMIER.
La Chine a lancé avec succès le
24 Octobre 2007 son premier satellite d'exploration lunaire.
Le satellite Chang'e a été
propulsé par un lanceur Longue Marche 3-A depuis la base de Xichang, dans le
Sichuan (sud-ouest).
Le lancement de cette sonde,
dont l'une des missions est de prendre des photos en trois dimensions du relief
lunaire, s'inscrit dans l'ambitieux programme spatial chinois qui a pour
objectif l'envoi d'un homme sur la Lune vers 2020.
La sonde se place en orbite
lunaire à 200 kilomètres au-dessus de la Lune vers le 5 novembre.
Les premières photos arrivent
suivies d’une
cartographie lunaire.
CHANG’E-2 : UN DEMONSTRATEUR.
C’est un démonstrateur
technologique pour préparer la mission Chang’e-3 (atterrissage sur la Lune).
Cette sonde de 2500 kg a été
lancée vers la Lune le 1er Octobre 2010 avec une fusée Longue Marche 3C. En deux
semaines elle se met en orbite basse autour de la Lune à 100km d’altitude ; sa
mission est de photographier les futurs sites d’atterrissage (dont Sinus Iridum
de Chang’e 3).
Par moment l’altitude est
abaissée à 15 km pour avoir plus de détails. Résolution des photos de l’ordre de
quelques mètres.
Une cartographie complète de la
Lune est effectuée.
Chang’e 2 après avoir survolé
la Lune et photographié les futurs sites d’atterrissage et possédant encore du
carburant, les scientifiques Chinois l’ont dirigé à partir d’Avril 2011, vers le
point de Lagrange L2 (atteint en Août 2011) avant de l’envoyer dans l’espace
interplanétaire à la recherche d’un astéroïde, en l’occurrence, Toutatis.
Qu’elle survole en décembre 2012 à 3 km d’altitude, qu’elle
prend en
photo couleur.
Aux dernières nouvelles elle
fonctionne toujours.
Quelques vues de Sinus Iridum où se posera Chang’e 3. Crédit: CNSA / China Lunar
Exploration Program
Pendant ces 6 mois en orbite
lunaire, la sonde a imagé la presque totalité de notre compagne, avec des points
forts à haute résolution comme les futurs sites d’atterrissage. La résolution
est comparable à celle des Lunar Orbiter (1m par pixel).
CHANG’E-3 : ATTERRISSEUR ET ROVER.
NdlR : J’avais écrit à
l’époque : The Dragon has landed ! en paraphrasant the Eagle has landed.
La Chine est vraiment en phase
de rattrapage des Américains et des Russes ; elle a réussi le 1er Décembre 2013
à lancer sa fusée Longue Marche 3B depuis le centre spatial de Xichang
(Sud-Ouest de la Chine) avec sa charge utile, la sonde Chang’e 3 comportant un
rover lunaire baptisé Lapin
de Jade.
Cette fusée à 3 étages, mesure
plus de 56m de haut pour un diamètre de 3m. c’était le lanceur le plus puissant
de la série Longue Marche.
Le satellite est placé
correctement sur une orbite de transfert, il s’est ensuite élancé vers la Lune
et il a atteint l’orbite lunaire le 6 Décembre à 100 km d’altitude.
L’atterrissage de la sonde de
plus d’une tonne, est pour le 14 Décembre 2013 à 15H25 TU.
La zone prévue est la baie des
arcs en ciel (Sinus Iridum) au NO de la Mer des Pluies, cratère de 250km de
diamètre entièrement rempli de lave basaltique.
L’atterrissage est un
véritable exploit.
En effet depuis 1976 (date de
l’atterrissage du dernier Luna soviétique) aucune sonde lunaire n’avait atterri
en douceur avec un rover.
Descente guidée avec
rétrofusées s’allumant à 15km d’altitude.
Le lander est équipé de
détecteurs d’obstacles qui devrait l’aider à se poser dans un endroit
relativement sûr.
Il est équipé d’un générateur
thermoélectrique (les fameux RTG) pour fournir la puissance nécessaire à cette
mission qui devrait durer 3 mois.
Mais la nouveauté c’est le
rover, le fameux lapin de Jade (YuTu) de 140 kg alimenté par panneaux solaires.
On transmet le premier panorama
lunaire vu du lander.
Clic
sur l’image pour la pleine résolution. (© K Kremer et M Di Lorenzo/Chinanews)
Une
belle photo de Yutu prise par l’atterrisseur.
Ce
rover est équipé de divers instruments de mesure, notamment un spectromètre X (APXS)
qui permet de déterminer la composition des roches qu’il examine. Sa résolution
est une des meilleures pour ce genre d’instrument.
Le 25
décembre 2013, Yutu a pris son premier spectre aux alentours du point
d’atterrissage.
À
priori, c’est un basalte tout à fait ordinaire.
Nombreuses photos prises au sol
(voir galerie plus bas)
Il paraîtrait que c’est cette
roche que le rover a heurtée, et qui a causé sa panne.
Le rover a cessé de fonctionner
en 2015.
CHANG’E-5 TEST : UNE RÉPÉTITION.
La Chine vient de le démontrer
encore une fois son intérêt pour la Lune avec cette mission « surprise » comme
le dit notre conférencier : le vaisseau spatial pour tester la future mission
Chang’e 5 a été lancé le 23 Octobre 2014 pour un voyage circumlunaire.
Elle est en principe une
répétition pour la vraie sonde Chang’e 5 qui doit ramener des échantillons
lunaires sur Terre.
Les scientifiques Chinois ont
donc testé avec succès les
techniques d’orbite lunaire (survol à 12.000km de la surface et prise de
photos) et de rentrée dans
l’atmosphère à grande vitesse (11km/s), contrairement aux capsules
revenant de l’ISS ou d’une orbite terrestre basse (<8km/s).
La capsule a parfaitement fait
le tour de la Lune et a été récupérée (en fait la partie prévue pour rentrer sur
Terre) en Mongolie Intérieure le 31 Octobre pour Halloween. La capsule ressemble
à la
capsule Shenzhou en plus petit.
Ils en ont profité pour tester
avec succès la trajectoire de rentrée dans l’atmosphère terrestre.
C’est un énorme succès pour les
ingénieurs de l’Empire du Milieu (la signification de la Chine en chinois) car
peu de nations sont capables d’un tel exploit. Cela augure bien pour les
missions futures.
Sur le chemin du retour, la
sonde prend une photo de
la Lune et de la Terre.
CHANG’E-4 : L’EXPLOIT : LA FACE CACHÉE.
La Chine a lancé un satellite
de communication (baptisé Queqiao) au point de Lagrange L2 du système Terre-Lune
en Mai 2018. Pourquoi ?
Pour servir
de relais à un robot qui devrait se poser au début de 2019 sur la face
cachée de la Lune, Chang’e-4.
Celui-ci devrait ressembler à
son petit frère Chang’e-3 sur la Lune depuis décembre 2013.
En fait, Chang’e-4 a été lancé
le 7 dec 2018 et placé en orbite lunaire le 13.
Comme son jumeau, il comprend
un atterrisseur (1200 kg) et un rover (120 kg).
Le site choisi est le cratère
Von Karman dans le bassin Aitken.
Il est situé près du Pôle Sud
lunaire.
Une belle vue de ce
cratère.
Ce cratère est un très grand et
très ancien cratère lunaire.
C’est la première mission sur
la face cachée de la Lune !
Énorme succès chinois.
(je reprends quelques
commentaires que j’avais fait à l’époque)
Chang’e-4 est équipé de
plusieurs instruments, notamment :
· Un spectromètre
visible et IR VNIS (Visible
and Near-Infrared Imaging Spectrometer)
· Un radar à
pénétration LPR (Lunar Penetrating Radar)
· Un spectromètre radio
basse fréquence LFS (Low Frequency Radio spectrometer)
· Un détecteur de
neutrons LND (Lunar
Lander Neutrons and Dosimetry)
· Un détecteur de
particules neutres ASAN (Advanced
Small Analyser for Neutrals)
Les plus anciens se
rappelleront la première photo de la
face cachée de la Lune en 1959 par la sonde soviétique Luna 3.
Quel succès et quel
émerveillement pour l’époque.
La face caché (far side en
anglais) est très différente de la face visible (near side) on le sait
maintenant après les différents satellites en orbite lunaire comme LRO par
exemple.
Elle comporte beaucoup plus de
cratère et très peu de « mers ». On pense que c’est dû au fait que la croûte est
plus épaisse et que les cratères d’impact ne se rebouchent pas facilement avec
la lave du sous-sol à cause de l’épaisseur.
La date choisie pour
l’atterrissage correspond à la période où le Soleil éclaire au maximum le
cratère. Mais la sonde emmène aussi un générateur isotopique (RTG) pour les
périodes non ensoleillées.
C’est ce Jeudi 3 Janvier 21019,
quelques heures après avoir posé avec une maitrise extraordinaire la sonde
Chang’e-4 sur la face cachée de la Lune, exactement là où on voulait la mettre :
dans le cratère Von Karman ; que nos amis Chinois ont fait sortir leur rover
pour commencer à examiner les environs.
Le véritable alunissage en
vidéo :
Les trois antennes de
communication de 5 m de diamètre situées sur l’atterrisseur avaient été
déployées. Le relais avec Queqiao fonctionnait parfaitement.
C’est un engin imposant,
similaire à celui qui est déjà sur la face visible, de 1,5 m de haut pesant 140
kg et possédant 6 roues.
On en voit une d’ailleurs sur
cette photo.
Comme son confrère de la face
visible, il a été baptisé Yutu-2 (lapin de Jade 2).
Les deux appareils se sont pris mutuellement
en photo (crédit CNSA)
Le déplacement du rover en
vidéo :
En plus de ses instruments,
Chang’e-4 est pourvu d’un mini labo, une mini biosphère comprenant six espèces
comme du coton, des pommes de terre, du colza (rapeseed en anglais), des mouches
etc..
Les scientifiques chinois d’une
vingtaine d’universités ont conçu cette biosphère (de 18 cm par 16 cm approx),
ils ont bon espoir aussi de produire …des fleurs (un genre de fleur moutarde)
sur la Lune ! Cette sphère est régulée en température et équipée de…mini
caméras !
Aux dernières
nouvelles, des plantes ont réussi
à germer et le coton à produire.
Mais le froid venu (-170°C),
ces plantes ont été déclarées mortes.
Son point faible : des panneaux
solaires, que se passera-t-il quand la nuit lunaire et le froid arriveront ?
On sait maintenant que le rover
et le lander se sont réveillés après plusieurs nuits lunaires.
Un autre rover (Chang’e-5) est
prévu à la fin 2019 pour retour d’échantillons.
CHANG’E-5 : LE RETOUR D’ÉCHANTILLONS.
La Chine a depuis longtemps
pour projet de ramener des échantillons de la surface de la Lune (dernière
mission similaire en 1976 avec une Luna soviétique) ; ce sera la mission de
Chang’e-5 prévue pour 2020.
Le lanceur devrait-être un Long
March 5, le plus puissant des lanceurs chinois actuels, dont le deuxième
exemplaire a mal fonctionné en Juillet 2017 lors de son lancement depuis la base
de Wenchang dans la province de Hainan.
Les ingénieurs chinois ont
travaillé sur les causes de cet accident depuis deux ans et sont prêts pour un
troisième lancement avant la fin de cette année 2019, dont le succès est
nécessaire pour envisager la mission Chang’e-5 en 2020.
Chang’e-5, a effectué avec
succès sa séquence de freinage pour se mettre en orbite lunaire, le 29 Novembre
2020 à 200 km de la surface. La prochaine étape concerne la séparation en deux
parties du train spatial : l’atterrisseur et le module d’ascension vont se poser
sur la Lune, tandis que l’orbiteur et le module de rentrée terrestre restent en
orbite, comme expliqué sur ce
schéma fournit par le centre mission. Étape effectuée le 30 novembre.
Maintenant, l’atterrissage est
en vue, il se produit le 1er Décembre 2020 et il est parfaitement
réussi.
L’ensemble s’est posé comme
prévu dans l’Océan des Tempêtes (Oceanus
Procellarum) situé dans la partie Ouest de la surface visible. On a visé en
fait la région du Mont Rümke, qui semble faire partie des terrains « jeunes »
(un peu plus d’un milliard d’années seulement !), et ainsi différents des
échantillons déjà ramenés par les Apollo.
On a pu voir l’atterrissage : https://twitter.com/i/status/1333795113340858373
Le drapeau chinois est déployé
comme on
le voit ici.
Ensuite, il s’est mis au
travail, il a copieusement creusé le terrain et rempli le porte échantillons ;
comme on le voit sur cette vidéo sur Tweeter : https://twitter.com/i/status/1334028019132985344
On voit même la foreuse
pénétrant le sol : https://twitter.com/i/status/1334029023777878018
Les prélèvements ont été
transportés dans le conteneur de retour et scellés. Les échantillons concernent
à la fois des prélèvements de surface et les forages de 2 m de profondeur.
L’ensemble Chang’e-5 (de plus
de 8 tonnes) est composé de 4 parties :
· Un atterrisseur
· Un orbiteur
· Un module d’ascension
· Et un module de
service et de retour.
Les échantillons sont prélevés
dans l’Océan des Tempêtes près de Rümker Mons.
La sonde a pris un panorama du
sol autour d’elle :
Panorama au pied de l’atterrisseur. Crédit :
GNSA/CLEP.
Après le recueil d’échantillons
(on prévoit au moins 2 kg)
dans le module d’ascension, il est prévu un rendez-vous automatique en orbite
lunaire et arrimage avec le module de rentrée avant un retour sur Terre avec
rentrée à grande vitesse.
La collecte étant terminée,
module d’ascension quitte le sol sélène pour une mise en orbite six minutes plus
tard.
Une photo
aurait été prise du décollage depuis l’atterrisseur.
Une phase délicate se joue
maintenant. Le 6 Décembre 2020 a lieu le rendez-vous (automatique bien sûr) avec
le module de rentrée dans lequel il doit transférer ses échantillons doit
s’effectuer.
Opération inédite pour nos amis
Chinois, effectuée avec
succès !
Le CNSA nous fournit une vidéo
époustouflante du docking et du transfert du conteneur d’échantillons vers le
module de retour.
Vidéo : https://youtu.be/j_tOl_-4Dfo
Nous avions donc laissé
l’orbiteur et le module de rentrée avec ses 2 kg d’échantillons lunaires sur une
orbite lunaire en attendant la bonne fenêtre pour rentrer vers notre belle
planète.
Différentes manœuvres de
modification d’orbite ont lieu avant le départ vers la Terre le 13 décembre
2020.
Après séparation avec
l’orbiteur, la capsule de retour est ralentie
par l’atmosphère en rebondissant dessus (phase délicate car la capsule peut
partir vers l’infini, mais cette phase avait été répétée avec une mission
précédente) et se pose en Mongolie Intérieure (dans un lieu appelé : Siziwang
Banner) le 17 Dec 2020 (heure de Pékin).
Elle est rapidement récupérée
par les équipes au sol.
Bravo !!!
CHANG’E-6 : LE FUTUR
Il semblerait que la prochaine
mission lunaire soit un
retour d’échantillons du Pôle Sud, soit de la face visible soit de la
face cachée. Ce serait une mission similaire pour la sonde à Chang’e-5
Un lancement est prévu en
2023/2024.
Les Français devraient
participer à cette mission en fournissant un instrument (Dom) pour analyser la
présence de radon sur la Lune.
ET
APRÈS ?
Très spéculatif ?
Chang’e-7 : exploration d’un
cratère polaire pour confirmer la présence de glace. 2026 ?
Chang’e-8 : à définir 2028
La Chine devrait commencer à
préparer une base lunaire habitable, peut -être avec la Russie.
LES
VOLS HABITES LUNAIRES.
Il est certains que des Chinois
s’installeront sur la Lune.
Il y a deux scénarios
possibles.
·
Scénario 1 :
type Apollo, mission complète, lanceurs lourds. Nécessite un lacneur lour CZ9.
·
Scénario 2 :
version plus légère mais RAPIDE, de façon à peut-être battre les Américains.
Deux astronautes seulement et un mini LEM.
Si le scénario 1 ressemble
presque trait pour trait aux anciennes missions Apollo, intéressons-nous au
scénario 2 qui permettrait de gagner du temps.
Voilà ce à quoi pourrait
ressembler une telle mission.
En orbite à 300 km d’altitude
de la surface lunaire
De gauche à droite :
·
Le module de
commande deux fois plus grand que Shenzhou
·
La station
orbitale lunaire
·
Le module
d’alunissage pour deux astronautes.
En bas projet de ce module
lunaire.
Document : Ph. Coué DR.
Ce scénario permettrait
certainement aux Chinois d’être sur la Lune pour 2030 ou même avant.
Le module de commande appelé
aussi vaisseau de nouvelle génération a déjà effectué
son premier vol.
Les Chinois prévoient d’établir
une base lunaire près d’un des pôles (probablement le Sud). Ce serait une base
pour 3 à 6 personnes, pour des séjours de quelques mois.
Comme pour les Américains et
les Européens de nombreux problèmes restent à résoudre !
À suivre….
Signalons que notre ami
Philippe Coué, s’intéresse au programme lunaire chinois depuis 1982, il en
devenu un grand spécialiste.
Je vous conseille ses derniers
ouvrages :
·
La
Chine veut la Lune chez A2C Media
·
Shenzhou, les Chinois dans l’espace chez l’Esprit du Temps
·
Le legs du programme Apollo chez l’Harmattan
POUR ALLER PLUS
LOIN :
La Lune :
Première carte lunaire détaillée chinoise. (11/01/2009)
par Chang’e-1
Living on the Moon: A Chinese conceptual lunar base
L’aventure spatiales chinoise sur votre site préféré.
PROCHAINES RÉUNIONS DE LA COMMISSION DE PLANÉTOLOGIE :
Notez dès à présent les dates
des prochaines réunions.
Commission de
Planétologie :
Le
samedi XXXXX 15H00 en
visioconférence :
Merci d’avance de votre
participation.
PROCHAINES CONFÉRENCES MENSUELLES :
Prochaine conférence SAF : le mercredi 10 Mars 2021 19H00 en visio David
ELBAZ du CEA
Le mystère Van den Bergh ou le secret de la fécondité des galaxies..
Transmission en direct sur le canal YouTube de la SAF :
https://www.youtube.com/channel/UCD6H5ugytjb0FM9CGLUn0Xw
Résumé : Les dernières observations de l'univers conduisent à un constat
troublant : les galaxies auraient dû épuiser leurs réserves de matière il y a
plus de dix milliards d'années et devenir stériles depuis ! Pourtant, elles
continuent de former des étoiles. Quel est le secret de la fécondité des
galaxies ? La clé de ce mystère repose sur l'existence de fleuves cosmiques dans
l'univers.
Les conférences seront
retransmises
en
direct sur YouTube.
Bon ciel à tous
Jean Pierre
Martin
Vice-Président de la commission de planétologie de la SAF
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