A SpaceX Falcon 9 rocket lifts off from pad 39A at Kennedy Space Center in Cape Canaveral, Florida.

Jean Delaunay

« Un pas de géant » : pourquoi est-il si difficile pour un vaisseau spatial de réussir à atterrir sur la Lune ?

Seule une poignée de missions spatiales robotisées ont réussi à atterrir sur la Lune. Les experts affirment qu’une série de variables déterminent le succès ou l’échec d’un atterrisseur.

Pour la première fois depuis un demi-siècle, les États-Unis ont finalement bloqué l’alunissage, bien sûr.

La fusée SpaceX transportant l’atterrisseur lunaire de la société privée Intuitive Machines a décollé du Kennedy Space Center en Floride et a parcouru 400 000 km pour atteindre sa destination : l’hémisphère sud de la Lune.

À bord de l’atterrisseur lunaire : des équipements spatiaux de la NASA qui prépareront la Lune à une exploration humaine ultérieure.

Bill Nelson, l’administrateur de l’agence spatiale américaine, a qualifié ce lancement de « nouvelle aventure scientifique et de leadership américain dans l’espace ».

« Cet exploit est un pas de géant pour l’ensemble de l’humanité », a déclaré Nelson dans une déclaration télévisée sur X.

L’atterrissage d’Intuitive Machines, basé à Houston, est le seul atterrissage réussi effectué par des Américains de mémoire récente.

Des missions dirigées par des robots telles que Chandrayaan-3 de l’Inde et SLIM du Japon ont toutes deux atteint le pôle sud de la Lune ces derniers mois.

Deux autres fusées russes et une autre tentative japonaise n’ont pas réussi à atterrir l’année dernière.

Une image prise par un Lunar Excursion Vehicle 2 (LEV-2) d'un rover lunaire robotisé appelé Smart Lander for Investigating Moon, ou SLIM, sur la lune.
Une image prise par un Lunar Excursion Vehicle 2 (LEV-2) d’un rover lunaire robotisé appelé Smart Lander for Investigating Moon, ou SLIM, sur la lune.

En janvier, la société américaine Astrobotic Technology a également tenté d’entrer dans l’histoire, mais elle a finalement dû renoncer à une tentative d’atterrissage en raison d’une fuite de carburant critique, qui a ensuite brûlé dans l’atmosphère terrestre.

Si l’humanité a réussi à y amener des humains en toute sécurité il y a plus de 50 ans, pourquoi est-il encore si difficile de faire atterrir des atterrisseurs sans pilote sur la Lune ?

Avoir un contact doux (vers le bas)

Markus Landgraf, responsable du programme Moon Future Studies à l’Agence spatiale européenne (ESA), a déclaré que cela se résumait à une touche légère.

Les fusées quittent la Terre et se dirigent vers la Lune à une vitesse de 2 km/seconde – une vitesse qu’elles maintiennent une fois qu’elles atteignent l’orbite.

Il y a des systèmes de guidage à bord de l’avion qui déterminent la distance entre le vaisseau spatial et la surface de la Lune afin que l’équipe sur Terre puisse commencer l’éventuelle descente.

C’est important, note Landgraf, car une fois que vous commencez à « brûler » le moteur du vaisseau spatial, cela signifie que, pour les missions réservées aux robots, vous êtes « engagé à atterrir ».

« La question devient alors… à quelle difficulté allez-vous atterrir ? » dit Landgraf. « Et pour atterrir en douceur, comment vas-tu réduire (cette vitesse ?) »

Pour atterrir en douceur, Landgraf a déclaré que le moteur du vaisseau spatial doit tourner en continu pendant environ 10 minutes pour « supprimer toute la vitesse nécessaire pour rester en orbite ».

Il s’agit ensuite de ralentir jusqu’à une vitesse d’environ 4 026 milles par heure (1 800 mètres par seconde) afin que l’engin puisse se poser en douceur sur la surface de la Lune.

Landgraf a déclaré que tout devait fonctionner « parfaitement » pour que le vaisseau spatial évite une disparition brutale.

« Ce n’est pas une technologie magique, donc ce n’est pas irréalisable… vous ne pouvez pas simplement inventer de nouvelles choses et faire de votre mieux », a-t-il déclaré.

Emplacement, emplacement, emplacement

Cependant, des experts ont déclaré à CNN que seuls cinq pays ont réussi un atterrissage en douceur avec une mission uniquement robotique : l’atterrissage de Luna 9 dans l’ex-Union soviétique, la mission Surveyor 1 des États-Unis en 1966 et, plus récemment, la mission Surveyor 1 des États-Unis en 1966. 21e siècle, Chine, Inde et Japon.

Landgraf a déclaré qu’il devenait légèrement plus facile pour les missions humaines de réussir les atterrissages car il existe un « certain élément de résolution de problèmes » que les astronautes peuvent effectuer à partir du vaisseau spatial qui ne peut pas être effectué à distance depuis la Terre.

Et dans le pire des cas, Landgraf a déclaré que les astronautes peuvent se séparer d’un vaisseau spatial en orbite et revenir sur Terre s’ils pensent que l’atterrissage ne se terminera probablement pas bien : ce qui ne peut pas être fait avec des missions uniquement robotisées.

Les obstacles pour un alunissage ne s’arrêtent pas à la vitesse de l’engin. Une fois qu’un vaisseau spatial s’approche du satellite terrestre, un terrain incroyablement accidenté l’attend.

L'atterrisseur lunaire Odysseus d'Intuitive Machines capture une image à large champ de vision du cratère Schomberger sur la Lune.
L’atterrisseur lunaire Odysseus d’Intuitive Machines capture une image à large champ de vision du cratère Schomberger sur la Lune.

Landgraf a déclaré que, dans le passé, la plupart des missions lunaires étaient limitées à la zone « équatoriale » de la Lune, car le terrain y est en grande partie plat et facile à atterrir.

Une partie de l’atterrissage de l’Intuitive Machine qui le rend encore plus impressionnant, a poursuivi Landgraf, est qu’ils ont atterri sur la sphère sud de la Lune – une surface inexplorée, plus sombre et plus rugueuse que les missions du passé.

« L’éclairage (au pôle sud) est très difficile avec toutes ces ombres longues et profondes, ce qui rend encore plus difficile pour l’ordinateur de regarder l’image (de la terre) et de prendre une décision (sur la manière d’atterrir) ». » dit Landgraf.

La poussière peut être désorientante

Nicolas Peter, président de l’Université spatiale internationale (ISU) en France, a déclaré qu’une autre chose dont les équipes doivent être conscientes lors de l’atterrissage d’un vaisseau spatial sur la Lune est la poussière spatiale.

« Parfois, quand vous atterrissez… la poussière provenant du terrain peut vous aveugler, elle peut avoir un impact sur le satellite, ce qui rend les choses difficiles », a-t-il déclaré.

Les deux hommes ont convenu que même si l’exploit d’Intuitive Machines est remarquable en raison de ses prouesses technologiques, il y a eu un peu de chance de leur côté qui a fait avancer leur mission.

« Parfois, il y a simplement une combinaison de facteurs qui font échouer une mission et vous ne pouvez rien y faire », a déclaré Landgraf.

Malgré les pronostics, l’équipe Intuitive Machines a encore des défis à relever.

L’équipe au sol sur Terre doit s’assurer que le rover peut survivre à une nuit sombre et froide de 14 jours à la surface de la Lune afin de pouvoir recueillir les informations scientifiques dont ils ont besoin.

La dernière mise à jour d’Intuitive Machines sur X indique que leur rover, Odysseus, est « bien vivant ».

Leurs équipes sont en contact avec la machine pour déterminer son emplacement précis sur la Lune et « télécharger les données scientifiques » qu’elle a déjà collectées depuis la surface de la Lune.

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