Pourquoi est-il si difficile pour les engins spatiaux de se poser avec succès sur la Lune ?

L'atterrissage sur la Lune a été un véritable défi pour les missions robotiques.
L'atterrissage sur la Lune a été un véritable défi pour les missions robotiques. Tous droits réservés Canva
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Par Anna Desmarais
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Cet article a été initialement publié en anglais

Seule une poignée de missions spatiales robotisées ont réussi à se poser sur la Lune. Les experts estiment qu'une série de variables déterminent le succès ou l'échec cuisant d'un atterrissage.

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Pour la première fois depuis un demi-siècle, les États-Unis ont finalement réussi à atterrir sur la Lune.

La fusée SpaceX transportant l'atterrisseur lunaire de la société privée "Intuitive Machines", a décollé du Centre spatial Kennedy en Floride et a parcouru 400 000 km pour atteindre sa destination - l'hémisphère sud de la Lune.

À bord de l'atterrisseur lunaire : l'équipement spatial de la NASA qui préparera la Lune à l'exploration humaine.

Bill Nelson, 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 affirmé Bill Nelson, dans une déclaration télévisée à l'agence spatiale américaine.

L'atterrissage de la société "Intuitive Machines", basée à Houston, est le seul réussi par des Américains dans l'histoire récente.

Des missions pilotées par des robots, telles que "Chandrayaan-3" (Inde) et "SLIM" (Japon), ont toutes deux atteint le pôle sud de la Lune au cours des derniers mois.

Deux autres fusées russes et une autre tentative japonaise n'ont pas réussi à se poser, l'année dernière.

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 s'est ensuite consumée dans l'atmosphère terrestre.

Si l'humanité a réussi à amener des hommes en toute sécurité sur la Lune, il y a plus de 50 ans, pourquoi est-il encore si difficile d'y faire atterrir des engins non habités ?

Image prise par un véhicule d'excursion lunaire 2 (LEV-2) d'un rover lunaire robotisé appelé Smart Lander for Investigating Moon, ou SLIM, sur la lune.
Image prise par un véhicule d'excursion lunaire 2 (LEV-2) d'un rover lunaire robotisé appelé Smart Lander for Investigating Moon, ou SLIM, sur la lune.JAXA/Takara Tomy/Sony Group Corporation/Doshisha University via AP, File

Une touche de douceur

Markus Landgraf, responsable du programme d'études sur l'avenir de la Lune à l'Agence spatiale européenne (ESA), explique qu'il s'agit d'une question de légèreté.

Les fusées quittent la Terre et se dirigent vers la Lune à une vitesse de 2 kilomètres/seconde, vitesse qu'elles maintiennent une fois en orbite.

L'avion est équipé de systèmes de guidage qui déterminent la distance entre le vaisseau spatial et la surface de la Lune, afin que l'équipe sur Terre puisse amorcer la descente.

C'est important, note Markus Landgraf, car une fois que vous commencez à "brûler" le moteur du vaisseau spatial, cela signifie que, pour les missions robotisées uniquement, vous êtes "engagé à atterrir".

"La question qui se pose alors est la suivante : quelle est la force de l'atterrissage ? et pour atterrir en douceur, comment allez-vous réduire la vitesse ?"

Pour atterrir en douceur, Markus Landgraf a expliqué que le moteur du vaisseau spatial devait fonctionner en continu pendant environ 10 minutes pour "éliminer toute la vitesse nécessaire pour rester en orbite".

Ensuite, il s'agit de ralentir jusqu'à une vitesse d'environ 6 479 kilomètres/heure (1 800 mètres par seconde) pour que le vaisseau puisse se poser en douceur sur la surface de la Lune.

Selon Markus Landgraf, tout doit fonctionner "à la perfection" pour que le vaisseau spatial évite une fin ardente.

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"Il ne s'agit pas d'une technologie magique, donc ce n'est pas irréalisable... on ne peut pas simplement inventer de nouvelles choses et faire de son mieux", affirme-t-il.

L'emplacement, l'emplacement, l'emplacement

Toutefois, des experts ont déclaré, à CNN, que seuls cinq pays avaient réussi un atterrissage en douceur dans le cadre d'une mission exclusivement robotique : l'ancienne mission "Luna 9" de l'Union soviétique, la mission "Surveyor 1" des États-Unis en 1966 et, plus récemment au XXIe siècle, la Chine, l'Inde et le Japon.

Selon Markus Landgraf, il est un peu plus facile pour les missions humaines d'éviter les atterrissages, car les astronautes peuvent résoudre certains problèmes à partir du vaisseau spatial, ce qui n'est pas possible à distance depuis la Terre.

Dans le pire des cas, les astronautes peuvent se séparer d'un vaisseau spatial en orbite et revenir sur Terre s'ils pensent que l'atterrissage a peu de chances de se dérouler correctement, ce qui n'est pas possible avec les missions robotisées.

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

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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.Intuitive Machines via AP

Markus Landgraf explique que, dans le passé, la plupart des missions lunaires étaient limitées à la zone "équatoriale" de la Lune, parce que le terrain y est largement plat et qu'il est facile d'y atterrir.

L'un des aspects de l'atterrissage de l'"Intuitive Machine" qui le rend encore plus impressionnant, poursuit Markus Landgraf, est qu'il a eu lieu sur la sphère sud de la Lune, une surface inexplorée, plus sombre et plus rugueuse que celle des missions précédentes.

"L'éclairage [du 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 façon d'atterrir]", précise Markus Landgraf.

La poussière peut désorienter

Nicolas Peter, président de l'Université internationale de l'espace (ISU), en France, affirme 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, lors de l'atterrissage, la poussière provenant du terrain peut vous aveugler et avoir un impact sur le satellite, ce qui complique les choses", souligne-t-il.

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Les deux hommes s'accordent à dire que, 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 permis de faire avancer leur mission.

"Parfois, une combinaison de facteurs fait qu'une mission échoue et qu'il n'y a rien que l'on puisse faire", concède Markus Landgraf.

Même si elle a déjoué les pronostics, l'équipe d'"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 elle a besoin.

La dernière mise à jour d'"Intuitive Machines" sur X, anciennement Twitter, indique que leur rover, Odysseus, est "vivant et en bonne santé".

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Leurs équipes sont en contact avec la machine pour déterminer sa position spécifique sur la Lune et "télécharger les données scientifiques" qu'elle a déjà recueillies sur la surface lunaire.

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