Par Donna Lu

Fusée longue du 5 mars

Cette fusée longue du 5 mars lancera la sonde lunaire chinoise Chang’e 5

Photo par STR / AFP via Getty Images

La Chine a lancé son vaisseau spatial Chang’e 5 le 23 novembre, dans le cadre de la première mission conçue pour ramener les roches lunaires sur Terre en plus de quatre décennies.

La sonde Chang’e 5 non vissée tentera de collecter au moins 2 kilogrammes de poussière et de débris lunaires de la région nord de l’Oceanus Procellarum, une zone auparavant non visitée du côté proche de la lune.

En cas de succès, la mission de retour de Chang’e 5 fera de la Chine le troisième pays, après les États-Unis et l’Union soviétique, à avoir récupéré des échantillons de la lune. La dernière mission de retour d’échantillons a été effectuée en 1976 par la sonde robotique Luna 24 de l’Union soviétique, qui a ramené environ 170 grammes sur Terre.

Publicité

Le lancement de Chang’e 5 a eu lieu tôt mardi matin, heure de Pékin, depuis une fusée Longue 5 mars sur un site de Wenchang sur l’île de Hainan dans la mer de Chine méridionale. Le vaisseau spatial se compose d’un orbiteur, d’une capsule de rentrée et d’un atterrisseur et d’un étage d’ascension. Une fois que Chang’e 5 aura atteint l’orbite lunaire, l’atterrisseur et l’étage d’ascension se sépareront du vaisseau spatial principal pour atterrir sur la lune.

Étant donné que de nombreux facteurs peuvent affecter le point d’atterrissage réel de la sonde, l’Administration spatiale nationale chinoise a sélectionné une grande zone d’atterrissage potentielle près de Mons Rümker, une formation volcanique de 1300 mètres de haut, a déclaré Long Xiao de l’Université chinoise des géosciences de Wuhan, qui a aidé proposer des sites candidats pour la mission.

«Le site d’atterrissage couvre deux unités géologiques différentes», explique Xiao. À l’ouest, les basaltes – roches formées par le refroidissement rapide de la lave – ressemblent à ceux échantillonnés dans les missions Apollo. Chang’e 5 vise à atterrir à l’est de Mons Rümker, dans une zone qui contient ce qui semble être une roche beaucoup plus jeune, âgée d’environ 1,2 à 2 milliards d’années.

«Ce seraient les plus jeunes échantillons volcaniques jamais retournés de la lune», explique Catherine Neish de l’Université Western en Ontario, au Canada. «C’est une mission extrêmement passionnante.»

Dans les missions Apollo, qui consistaient en six atterrissages lunaires entre 1969 et 1972, les astronautes ont ramené 382 kilogrammes de roches lunaires sur Terre. Les échantillons renvoyés par les missions Apollo ont entre 3,1 et 4,4 milliards d’années.

Une fois que Chang’e 5 aura atterri, il utilisera deux méthodes d’échantillonnage, une amélioration majeure par rapport à Luna 24, déclare James Head de la Brown University de Providence, Rhode Island. Tout d’abord, l’atterrisseur forera et collectera un noyau de régolithe – sol meuble et roches brisées – d’environ 2 mètres de profondeur. Un bras robotique ramasse également les sols peu profonds à la surface. Alors que l’objectif est de collecter au moins 2 kilogrammes d’échantillons, Chang’e 5 a une capacité d’échantillonnage maximale d’environ 4 kilogrammes.

L’atterrisseur est également équipé d’un spectromètre visible dans le proche infrarouge, ainsi que d’un radar pénétrant dans le sol pour l’aider à évaluer la composition du sol en dessous. «Le radar lunaire pénétrant le sol est essentiel pour corréler la structure et les couches du sol lunaire et comprendre son origine», explique Head.

Contrairement à l’ancien vaisseau spatial Chang’e, Chang’e 5 n’est pas équipé d’unités de chauffage pour l’aider à résister au froid extrême de la nuit lunaire, donc l’échantillonnage devra avoir lieu pendant un seul jour lunaire – environ 14 jours terrestres.

Une fois que Chang’e 5 aura terminé ses opérations de surface, les échantillons seront stockés dans sa phase d’ascension, qui décollera de la lune et reviendra en contact avec l’orbiteur. Les échantillons seront ensuite transférés vers la capsule de rentrée et le vaisseau spatial quittera l’orbite lunaire. Il devrait atterrir en Mongolie intérieure à la mi-décembre.

«Chaque fois que vous atterrissez sur la surface d’une autre planète, c’est un défi, mais cette mission est de nature plus complexe car un échantillon sera collecté, rangé puis soulevé de la surface lunaire pour son retour sur Terre», déclare Kerri Donaldson Hanna à l’Université de Floride centrale. «C’est quelque chose qui n’a pas été fait à l’ère moderne de l’exploration spatiale.»

Si la mission Chang’e 5 est réussie, le retour de nouveaux échantillons comblera une lacune majeure dans notre compréhension du développement de la lune.

«Ce sera une information vraiment essentielle pour comprendre l’évolution thermique de l’intérieur de la Lune», déclare Marc Norman de l’Université nationale australienne de Canberra.

Si l’analyse montre que les échantillons sont aussi jeunes que nous le pensons – 2 milliards d’années ou moins – cela éclairerait ce qui s’est passé sur la lune à un moment où elle se refroidissait et fermait également son champ magnétique, dit Neish.

Les échantillons aideront également les chercheurs à mieux calibrer l’âge des surfaces sur la lune en fonction de la densité des cratères d’impact. Les surfaces plus anciennes ont tendance à avoir des cratères plus nombreux et plus grands que les surfaces plus jeunes.

«Si nous pouvons lier un âge absolu aux densités de cratères dans ce voisinage sur la lune, cela nous donnera un point de données vraiment utile pour faire de la cartographie géologique sur d’autres planètes du système solaire», dit Norman.

Une fois les échantillons retournés sur Terre, ils seront stockés aux Observatoires astronomiques nationaux de Chine à Pékin. «Dans le cadre de la stratégie de conservation, certains échantillons seront stockés en permanence à l’Université du Hunan pour éviter toute perte potentielle due à des catastrophes naturelles», explique Head.

En raison de la quantité limitée de matériel lunaire, les laboratoires de recherche qui reçoivent des échantillons avec succès peuvent être limités à certains types d’analyses, telles que la minérologie ou les études isotopiques, avec des méthodes de recherche non destructives à utiliser en premier, dit Xiao.

Chang’e 5 fait partie du programme d’exploration lunaire chinois en quatre phases géré par le gouvernement chinois, et est probablement une étape préparatoire à l’envoi de taïkonautes chinois sur la lune à l’avenir, peut-être vers 2030. «Les Chinois pensent à très long terme. ceci et très stratégiquement sur ce qu’ils veulent accomplir en allant sur la lune et en allant sur Mars », explique Norman.

La première phase – Chang’e 1 et 2 – impliquait des missions orbitales, tandis que les missions Chang’e 3 et 4 de la phase deux utilisaient des atterrisseurs souples et des rovers. La phase trois, le retour d’échantillons, comprend Chang’e 5 et Chang’e 6, dont le lancement est prévu en 2023 ou 2024. La quatrième phase comprendra l’exploration au pôle sud de la lune.

«Jusqu’à présent, les Chinois ont eu un bon taux de réussite pour leurs missions à Chang’e», déclare Lionel Wilson de l’Université de Lancaster au Royaume-Uni. «L’atterrissage de Chang’e 4 était sur le côté lunaire éloigné où il n’y avait absolument aucune possibilité de corrections réalistes de dernière minute du processus d’atterrissage depuis la Terre, confirmant ainsi qu’ils ont un système d’atterrissage robuste, donc je m’attends à ce qu’ils atterrissent avec succès. . »

Inscrivez-vous à notre newsletter gratuite Launchpad pour un voyage à travers la galaxie et au-delà, tous les vendredis

En savoir plus sur ces sujets: