Recherchez sur tout Techno-Science.net
       
Techno-Science.net : Suivez l'actualité des sciences et des technologies, découvrez, commentez
Catégories
Techniques
Sciences
Encore plus...
Techno-Science.net
Gearbest Page Spécial sur les nouveaux clients, Grande Réduction @GearBest! promotion
Photo Mystérieuse

Que représente
cette image ?
Posté par Michel le Lundi 21/08/2006 à 00:00
L'Europe redécouvre la Lune grâce à SMART-1
L'Europe peut désormais dire qu'elle aussi est allée sur la Lune. En effet, tôt le matin du 3 septembre (à 07h41 heure de Paris, selon les prévisions actuelles), la mission d'exploration du satellite SMART-1 de l'Agence spatiale européenne prendra fin lorsque ce dernier percutera la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique,...) de l'astre lunaire (Pour les homonymes, voir Pierrot lunaire, une œuvre de musique vocale d'Arnold Schönberg.).


SMART-1 Vue d'artiste (Est communément appelée artiste toute personne exerçant l'un des métiers ou activités suivantes :)

L'histoire a débuté en septembre 2003, lorsqu'un lanceur ( Lanceur, terme de l'astronautique Lanceur, terme du baseball ) Ariane-5 a décollé de Kourou, en Guyane française, pour placer la sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des objets du système solaire et, pour certaines, l'espace qui est...) lunaire SMART-1 de l'Agence spatiale européenne (L’Agence spatiale européenne (ASE) (en anglais European Space Agency : ESA) est une agence spatiale intergouvernementale fondée le 31 mai 1975....) sur une orbite terrestre (Une orbite terrestre est une orbite située autour de la Terre. La Lune, le seul satellite naturel de la Terre, est située sur une orbite terrestre. Les satellites artificiels sont...). Cette sonde automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la modélisation, de l'analyse, de la commande et, de la régulation des systèmes dynamiques. Elle...) de petite taille pèse 366 kg et ressemble à un cube (En géométrie euclidienne, un cube est un prisme dont toutes les faces sont carrées. Les cubes figurent parmi les solides les plus remarquables de...) d'un mètre (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international (SI). Il est défini, depuis 1983, comme...) de côté, si l'on ne tient pas compte de ses panneaux solaires de 14 mètres d'envergure (L'envergure est la distance entre les extrémités des ailes. Le terme est valable pour définir un oiseau, un chiroptère, un avion (ou planeur).) (repliés pendant la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) de lancement).

Après le lancement puis l'injection (Le mot injection peut avoir plusieurs significations :) sur une orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) elliptique autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter,...) de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse...), la poussée (En aérodynamique, la poussée est la force exercée par le déplacement de l'air brassé par un moteur, dans le sens inverse de l'avancement.), faible mais constante, fournie par le moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce travail à...) à propulsion électrique ( Propulsion électrique (spatial) Propulsion électrique des navires ) très innovant de SMART-1, qui expulse des ions de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la...) xénon (Le xénon est un élément chimique, de symbole Xe et de numéro atomique 54. Le xénon est un gaz noble, inodore et incolore. Dans...) sous forte pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.), a donné à la sonde une trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et notamment par son centre de gravité.) en spirale (En mathématiques, une spirale est une courbe qui commence en un point central puis s'en éloigne de plus en plus, en même temps qu'elle tourne autour.) autour de la Terre, afin qu'elle s'en éloigne de plus en plus, jusqu'à être capturée par la gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) lunaire, après un long périple (Avant de désigner un voyage (agréable ou non, court ou long, sur mer ou non, effectif ou spirituel) et ce que celui-ci peut compter comme escales, rencontres et aventures, le...) d'environ 14 mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.).

Pour couvrir les 385 000 kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en...) qui séparent la Terre de la Lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de 3 474 km. La distance moyenne séparant la Terre de la Lune est...) en ligne droite, la sonde a parcouru 100 millions de kilomètres en ne consommant que 60 litres de carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.) grâce à son moteur remarquablement performant ! Après avoir été capturée par le champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) gravitationnel lunaire en novembre 2004, la sonde, qui s'est placée sur une orbite elliptique autour des pôles de la Lune, a débuté sa mission scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes...) en mars 2005. SMART-1 est, à l'heure (L'heure est une unité de mesure  :) actuelle, le seul satellite (Satellite peut faire référence à :) en orbite autour de la Lune, ouvrant la voie à la flotte de sondes lunaires internationales qui seront lancées à partir de 2007.

L'histoire touche désormais à sa fin. Dans la nuit du samedi 2 au dimanche 3 septembre, vous pourrez peut-être, avec un télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument d'optique permettant d'augmenter la luminosité ainsi que la taille apparente des...) suffisamment puissant, assister à un événement tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) à fait exceptionnel. En effet, comme la plupart de ses prédécesseurs, SMART-1 terminera son voyage (Un voyage est un déplacement effectué vers un point plus ou moins éloigné dans un but personnel (tourisme) ou professionnel (affaires). Le voyage s'est considérablement développé et démocratisé, au cours du...) et son activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) d'exploration (L'exploration est le fait de chercher avec l'intention de découvrir quelque chose d'inconnu.) lunaire en atterrissant de façon quelque peu brutale dans une zone baptisée le "Lac (En limnologie, un lac est une grande étendue d'eau située dans un continent où il suffit que la profondeur, la superficie, ou le volume soit suffisant pour...) de l'Excellence", située au milieu de la région méridionale de la face visible de la Lune, à 07h41 heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur elle-même, l'instant (l'« heure qu'il est »), y compris en sciences (« heure...) de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du bassin...) (05h41 UTC), ou cinq heures avant s'il heurte une montagne (Une montagne est une structure topographique significative en relief positif, située à la surface d'astres de type tellurique (planète...) non répertoriée.

L'épilogue est proche

Après 16 mois d'activité scientifique en orbite elliptique autour des pôles lunaires (à une distance variant entre 300 et 3 000 km), la mission touche à sa fin. La sonde, dont le périlune est désormais inférieur à 300 km, va observer de plus près des cibles bien définies, avant de se poser à la surface de la Lune, de façon contrôlée (du moins en ce qui concerne le lieu et l'heure), et de mettre un terme à sa carrière.

"SMART-1 heurtera la Lune à une vitesse (On distingue :) relative faible (2 km/s ou 7 200 km/h) et creusera un petit cratère ( Pour le cratère d'origine volcanique, voir Cratère volcanique Pour le cratère d'origine météoritique, voir Cratère d'impact Pour le cratère formé à la suite d'un...) mesurant 3 à 10 m de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère. Le diamètre est aussi...)" explique Bernard Foing, Responsable scientifique du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de contribution, et...) SMART-1, "comparable à ceux créés par des météorites de 1 kg sur une surface déjà très marquée par les impacts naturels".

Les derniers instants qui précèderont cet impact seront suivis avec la plus grande attention par les contrôleurs de la mission depuis le centre de contrôle (Un centre de contrôle, dans le domaine de l'astronautique, est une salle d'où sont coordonnées les actions qui concourent à l'accomplissement d'une mission spatiale telles qu'un lancement ou une opération...) de l'ESA (ESOC), situé à Darmstadt, près de Francfort (Allemagne).

Dernières étapes de l'exploitation en vol de SMART-1

En juin, les contrôleurs de la mission SMART-1 de l'ESOC ont achevé une série de mises à feu (Le feu est la production d'une flamme par une réaction chimique exothermique d'oxydation appelée combustion.) complexes du propulseur, destinées à optimiser l'heure et le lieu de l'impact du satellite (Satellite peut faire référence à :). Elles ont dû être réalisées par les propulseurs du système de commande (Commande : terme utilisé dans de nombreux domaines, généralement il désigne un ordre ou un souhait impératif.) d'attitude car le moteur ionique (Un moteur à ions est un moteur qui produit sa force de propulsion en projetant des ions à très haute vitesse.) avait consommé tout son xénon en 2005.

Ces manœuvres ont modifié le lieu et l'heure de l'impact, qui aurait dû se produire à la mi-août sur la face cachée de la Lune ; il est désormais prévu sur la face visible et les meilleures estimations actuelles indiquent qu'il devrait avoir lieu vers 07h41 heure de Paris (05h41 UTC) le dimanche 3 septembre.

"Les contrôleurs de la mission et les ingénieurs en dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) des vols ont analysé les résultats de la campagne (La campagne, aussi appelée milieu rural désigne l'ensemble des espaces cultivés habités, elle s'oppose aux concepts de ville,...) de manœuvres afin de confirmer et d'affiner cette estimation", explique Octavio Camino-Ramos, Responsable de la conduite des opérations du satellite SMART-1 à l'ESA/ESOC. "Les manœuvres d'ajustement finales prévues le 25 août pourraient encore modifier l'heure définitive de l'impact", ajoute-t-il.

De grands télescopes au sol, utilisés avant et pendant l'impact, permettront de faire des observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et...), avec plusieurs objectifs:

- étudier la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la connaissance...) de l'impact (matériaux éjectés, masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation (la masse...), dynamique et énergie) ;

- étudier la chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des...) de la surface lunaire en analysant le rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une...) spécifique (le "spectre") émis par les matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) éjectés ;

- contribuer à l'évaluation technologique de la mission: étudier le comportement du véhicule (Un véhicule est un engin mobile, qui permet de déplacer des personnes ou des charges d'un point à un autre.) dans ces circonstances permettra de mieux préparer de futures expériences d'impact (par exemple, pour des satellites destinés à intercepter des météorites menaçant la Terre).


Localisation du point d'impact prévu de SMART-1
le 3 septembre 2006

Pourquoi SMART-1 est-il si exceptionnel ?

Le satellite SMART-1 comporte des équipements de haute technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) et des instruments scientifiques de pointe. Son moteur ionique, par exemple, fonctionne en expulsant de manière continue un faisceau de particules chargées, ou "ions", qui produisent une poussée propulsant le satellite vers l'avant. L'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) nécessaire pour alimenter le moteur est fournie par des panneaux solaires, d'où le qualificatif "hélioélectrique" utilisé pour ce mode de propulsion (La propulsion est le principe qui permet à un corps de se mouvoir dans son espace environnant. Elle fait appel à un propulseur qui transforme en force...). Ce moteur génère ainsi une impulsion très douce qui déplace le véhicule de manière relativement lente (La Lente est une rivière de la Toscane.): SMART-1 accélère d'à peine 0,2 mm/s2, poussée équivalente au poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de la Terre. Elle est égale à l'opposé de la...) d'une carte postale.

Pour toutes ces raisons, le voyage de SMART-1 vers la Lune n'a été ni rapide ni direct. L'ESA souhaitait en effet tester pour la première fois la propulsion électrique au cours d'une mission comparable à un voyage interplanétaire. Après son lancement, le satellite s'est placé sur une orbite elliptique autour de la Terre. Il a ensuite allumé son moteur ionique pour élargir graduellement son orbite elliptique et se diriger vers le plan orbital lunaire selon une trajectoire en spirale.

Mois après mois, SMART-1 s'est ainsi rapproché de la Lune. Sa trajectoire en spirale l'a entraîné dans un périple de plus de 100 millions de kilomètres, alors que la Lune n'est distante de la Terre, en ligne droite, que de 350 000 à 400 000 km !

En approchant de sa destination, SMART-1 a commencé à utiliser la gravité lunaire afin de se mettre en position d'être capturé par le champ gravitationnel de la Lune, ce qui s'est produit en novembre 2004. Après sa capture (Une capture, dans le domaine de l'astronautique, est un processus par lequel un objet céleste, qui passe au voisinage d'un astre, est retenu dans la gravisphère de ce dernier. La capture de l'objet céleste aboutit à...), SMART-1 a commencé à suivre une trajectoire en spirale pour atteindre, en janvier 2005, son orbite polaire elliptique opérationnelle finale, avec un périlune (distance la plus proche de la surface lunaire) à 300 km et un apolune (distance la plus éloignée) à 3 000 km, ce qui lui a permis d'entamer sa mission d'exploration scientifique.

Qu'y avait-il à apprendre de nouveau ?

Malgré le grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de véhicules spatiaux qui ont exploré la Lune, bien des questions scientifiques concernant notre satellite naturel (Un satellite naturel est un objet qui orbite autour d'une planète ou d'un autre objet plus grand que lui-même et qui n'est pas d'origine humaine, par opposition aux satellites artificiels. De...) sont demeurées sans réponse, comme celles qui portent sur l'origine de la Lune et son évolution, notamment les phénomènes qui façonnent les corps célestes rocheux (tectonique, volcanisme, impacts, érosion,...).

Grâce à SMART-1, les scientifiques européens et du monde (Le mot monde peut désigner :) entier disposent aujourd'hui d'images de la surface de la Lune présentant une résolution encore jamais obtenue depuis une orbite lunaire, et peuvent ainsi également améliorer leurs connaissances des minéraux lunaires. Pour la première fois, ils ont pu détecter du calcium et du magnésium au moyen d'un instrument fonctionnant dans le rayonnement X. Ils ont mesuré les différences de composition du sol au niveau des pics centraux des cratères, des plaines volcaniques et des gigantesques bassins d'impact. SMART-1 a également étudié des cratères d'impact, des éléments du relief (Le relief est la différence de hauteur entre deux points. Néanmoins, ce mot est souvent employé pour caractériser la forme de la surface de la Terre.) volcanique et des tubes de lave (La lave est une roche en fusion, plus ou moins fluide, émise par un volcan lors d’une éruption. La lave est issue d'un magma, réserve de roche en fusion située dans l’épaisseur des couches...), sans oublier les régions polaires. De plus, la sonde a découvert, à proximité du pôle nord (Le pôle Nord géographique terrestre, ou simplement pôle Nord, est le point le plus septentrional de la planète Terre. Il est défini comme le...), une zone éclairée en permanence par le Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique,...), même en hiver (L'hiver est une des quatre saisons des zones tempérées.).

Le survol des pôles de la Lune a permis à SMART-1 de cartographier l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout », comme...) de la surface lunaire, y compris celle, moins connue, de sa face cachée. Les pôles présentent un intérêt particulier pour les chercheurs car ils demeurent relativement inexplorés. De plus, certaines formations des régions polaires ont une histoire géologique différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité d'une application définie à l'aide de la trace, dans...) de celle des régions équatoriales, qui ont été davantage étudiées car c'est là où se sont posés tous les atterrisseurs lunaires précédents.

Grâce à SMART-1, l'Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme l’extrémité occidentale du continent...) joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert principalement à ouvrir et fermer...) un rôle actif dans la mise en place du futur (Futurs est une collection de science-fiction des Éditions de l'Aurore.) programme international d'exploration lunaire et y apporte une importante contribution par l'intermédiaire des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) collectées au cours de la mission. Ces données ainsi que l'expérience acquise contribuent également à la préparation de futures missions lunaires, comme le projet indien Chandrayaan-1, qui réutilisera les spectromètres dans l'infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais plus courte que celle des micro-ondes.) et le rayonnement X de SMART-1.

SMART-1 est équipé d'instruments entièrement nouveaux, jamais utilisés à proximité de la Lune. Il s'agit notamment d'une caméra (Le terme caméra est issu du latin : chambre, pour chambre photographique. Il désigne un appareil de prise de vues animées, pour le cinéma, la télévision ou la vidéo.) miniaturisée et de spectromètres dans l'infrarouge et le rayonnement X, destinés à mieux observer et à étudier la Lune.

Les panneaux solaires de SMART-1 utilisent des photopiles à l'arséniure de gallium, qui ont été préférées aux photopiles traditionnelles au silicium (Le silicium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Si et de numéro atomique 14.). OBAN, l'une des expériences embarquées, a servi à tester un nouveau système de navigation (La navigation est la science et l'ensemble des techniques qui permettent de :) qui permettra à de futurs véhicules spatiaux de naviguer de manière autonome, sans intervention des installations de contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) au sol.

Les instruments et les techniques expérimentés à bord de SMART-1 pour étudier la Lune faciliteront ultérieurement la mission BepiColombo (La future mission BepiColombo sera la première mission d'exploration de l'ESA vers la planète Mercure, réalisée conjointement avec la l'agence d'exploration...) de l'ESA, qui ira explorer la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la...) Mercure.

Commentez et débattez de cette actualité sur notre forum Techno-Science.net. Vous pouvez également partager cette actualité sur Facebook, Twitter et les autres réseaux sociaux.
Icone partage sur Facebook Icone partage sur Twitter Partager sur Messenger Icone partage sur Delicious Icone partage sur Myspace Flux RSS
Source: ESA
Illustrations: ESA AOES Medialab et C. Carreau