Une brève histoire de l'exploration lunaire

Depuis que l'Homme lève les yeux au ciel, la Lune est un objet de fascination. Nous avons toujours pu observer à l'œil nu sa surface mouchetée laissant deviner ses cratères. Plus tard, lorsque les télescopes sont venus aiguiser notre regard, nous avons découvert ses bosses, ses crêtes et les vestiges de ses mers de lave. Après des lustres d'observation passionnée, c'est au milieu du 20^e siècle que l'Homme a finalement pu fouler sa surface.

Depuis ces premiers pas, l'étude de notre voisine céleste a été confiée à une nuée d'engins spatiaux partis flirter avec ses vastes plaines poussiéreuses ou sa mystérieuse face cachée. Aujourd'hui, après soixante années d'exploration, l'Homme s'apprête à reconquérir la Lune.

PREMIERS ÉMOIS

Nos premières aventures lunaires, nous les devons à la Guerre froide, alors que les États-Unis et l'Union soviétique rivalisaient d’ingéniosité pour envoyer leurs sondes spatiales orbiter la Lune et y poser leur pied métallique.

Au mois de janvier 1959, la première victoire est soviétique, incarnée par Luna 1, petite sphère bardée d'antennes devenue le premier engin spatial à fuir la gravité terrestre pour s'approcher à moins de 6 500 km de la surface lunaire.

Plus tard cette année-là, Luna 2 devenait la première sonde spatiale à entrer en contact avec le sol de la Lune en s'écrasant dans le bassin de la mer des Pluies, non loin des cratères Aristides, Archimedes et Autolycos. Toujours en 1959, une troisième mission Luna capturait les premiers clichés brumeux de la face cachée de la Lune dont les terrains déchiquetés offrent un contraste saisissant avec les bassins plus lisses de sa face visible depuis la Terre.

Vient ensuite l'entrée en jeu des États-Unis avec les neuf sondes Ranger de la NASA, lancées entre 1961 à 1965, grâce auxquelles les scientifiques ont obtenu les premiers plans serrés de la surface lunaire. Le programme Ranger était un ensemble de missions ambitieuses et ponctuelles, chaque engin ayant été conçu pour filer droit sur la Lune et prendre un maximum de clichés avant l'impact final. En 1965, grâce aux images transmises par les missions Ranger, notamment Ranger 9, les scientifiques disposaient d'un aperçu détaillé de la surface lunaire, un terrain accidenté qui allait rendre difficile la recherche d'un site d'alunissage pouvant accueillir les futures missions habitées.

En 1966, la sonde soviétique Luna 9 est devenue la première à atterrir en douceur sur la surface lunaire. À son bord, une myriade d'instruments scientifiques et de communications qu'elle a su mettre à profit pour réaliser un panorama lunaire à ras du sol. Quelques mois plus tard, Luna 10 devenait le premier engin spatial à réussir une mise en orbite autour de la lune.

La même année, la NASA réussissait également à poser l'un de ses engins sur la Lune, la toute première sonde spatiale Surveyor équipée de caméras pour explorer l'environnement lunaire et d'échantillonneurs de surface conçus pour analyser sa roche et sa poussière. Au cours des deux années suivantes, la NASA parviendra à placer cinq sondes Lunar Orbiter en orbite autour de notre satellite naturel pour cartographier sa surface en vue de l'objectif ultime de cette course à l'espace : l'envoi d'astronautes sur la Lune. Ces orbiteurs ont photographié 99 % de la surface lunaire, un travail qui a permis l'identification des sites d'alunissage potentiels et ouvert la voie à un bond de géant dans l'exploration spatiale.

UN HOMME SUR LA LUNE

À l'époque, la NASA mettait tout en œuvre pour tenir une promesse présidentielle, celle faite en 1961 par le président John F. Kennedy d'envoyer un astronaute sur la Lune avant la fin de la décennie. Il n'en fallait pas plus pour lancer le programme Apollo, de loin le plus onéreux de l'histoire de l'exploration spatiale, À sa fin en 1972, la Lune avait été visitée, de près ou de loin, par 24 astronautes au cours de 9 missions.

La plus célèbre d'entre elles, Apollo 11, marque les premiers pas de l'Homme dans un autre monde.

Le 20 juillet 1969, Neil Armstrong et Edwin « Buzz » Aldrin se posent sur la mer de Tranquillité à bord du module lunaire Eagle, pendant que l'astronaute Michael Collins poursuit son orbite autour de la Lune aux commandes du module Columbia. En laissant les premières empreintes de bottes sur la surface lunaire, Armstrong prononce cette phrase entrée dans l'histoire : « C'est un petit pas pour [un] homme, [mais] un bon de géant pour l'humanité. » Le binôme restera 21 heures et 36 minutes sur la Lune avant de rejoindre Collins pour regagner la Terre.

Chaque mission dans le sillage d'Apollo 11 a posé de nouveaux jalons dans le voyage spatial et l'exploration lunaire. Quatre mois après les premiers pas de l'Homme sur la Lune, ce fut au tour d'Apollo 12 de réussir son alunissage avec une bien meilleure précision.

Apollo 13 a frôlé la catastrophe avec l'explosion de ses réservoirs à oxygène en avril 1970, obligeant l'équipage à renoncer à son alunissage programmé. Les trois astronautes ont survécu.

Au cours du troisième alunissage en janvier 1971, le commandant Alan Shepard de la mission Apollo 14 établit un nouveau record de distance parcourue sur la Lune : 2 700 m. Il s'est même octroyé le luxe de frapper quelques balles de golf dans un cratère voisin à l'aide d'un fer-6 improvisé.

Lancée en juillet 1971, Apollo 15 était la première d'une série de trois missions capables de rester plus longtemps sur la Lune. Après trois journées passées sur la surface lunaire, les astronautes avaient collecté plusieurs centaines de kilos d'échantillons et parcouru plus de 27 km dans le premier Rover lunaire piloté. Entre temps, l'Union soviétique avait envoyé sur la Lune un Rover contrôlé à distance.

Toutes deux lancées en 1972, Apollo 16 et Apollo 17 sont les plus récentes des missions habitées à destination de la Lune et la sonde inhabitée Luna 24 lancée par la Russie en 1976 est la dernière à s'être posée sur la surface lunaire avant le siècle suivant. Les échantillons recueillis au cours de ces explorations lunaires ont très largement contribué à approfondir nos connaissances de la géologie et de la formation du satellite de notre planète.

Après les prouesses des années 1960 et 1970, les grandes agences spatiales ont tourné leur regard vers d'autres cieux pendant plusieurs décennies. À ce jour, le cercle très fermé des terriens ayant posé le pied sur la Lune ne compte que 12 Américains du sexe masculin.

ATTRACTION LUNAIRE

Ce n'est qu'en 1994 que la Lune fera l'objet d'un regain d'intérêt aux yeux des États-Unis, avec une collaboration entre la NASA et l'Initiative de défense stratégique. La sonde Clementine est alors chargée de cartographier la surface lunaire à des longueurs d'onde situées en dehors du spectre visible, des ultraviolets aux infrarouges. Au total, ce sont plus de 1,8 million de clichés numériques qui ont été réalisés au cours de la mission, dont certains laissaient entrevoir la présence de glace dans les cratères lunaires.

Entrée en orbite autour de la Lune en 1999, la sonde Lunar Prospector viendra confirmer la découverte de glace réalisée par Clementine au niveau des pôles lunaires, une ressource qui pourrait s'avérer cruciale pour les établissements humains au long terme. Cette mission a connu une fin spectaculaire : en faisant s'écraser Prospector sur la Lune, les scientifiques du programme souhaitaient analyser les projections à la recherche de traces d'eau glacée, en vain. Dix ans plus tard, la sonde LCROSS de la NASA a réitéré avec succès l'expérience au niveau d'une région ombragée du pôle sud lunaire.

Depuis 2009, la sonde Lunar Reconnaissance Orbiter cartographie la surface lunaire en haute résolution. Entre 2011 et 2012, elle a reçu dans le cadre de la mission spatiale GRAIL la visite orbitale des sondes jumelles Ebb et Flow de la NASA qui ont cartographié le champ gravitationnel de la Lune avant de s'écraser intentionnellement sur une région proche du pôle nord lunaire.

AUJOURD'HUI ET DEMAIN

La NASA n'est pas l'unique agence spatiale qui éprouve un intérêt grandissant pour la Lune. Ces vingt dernières années, l'exploration lunaire est devenue une activité internationale… et commerciale.

En 2007, le Japon a lancé son premier orbiteur lunaire, baptisé SELENE. La même année, la Chine lançait sa première sonde lunaire et l'Inde lui emboîtait le pas en 2008. En 2013, la Chine est devenue le troisième pays à se poser sur la Lune lors du déploiement du rover Yutu embarqué par sa sonde Chang’e-3.

D'autres jalons ont été franchis en 2019, avec un succès mitigé. En janvier, un autre atterrisseur chinois, Yutu-2, est entré dans l'histoire en devenant le premier rover à se poser sur la face cachée de la Lune. Dans le même temps, le second orbitaire lunaire indien, Chandrayaan-2, échouait dans le déploiement d'un petit atterrisseur, Vikram, sur la surface lunaire. L'agence spatiale indienne espère retenter l'expérience en 2021. Au mois d'avril 2019, c'était au tour d'Israël de viser la Lune avec le lancement de sa sonde Beresheet. Malheureusement, malgré une entrée en orbite réussie, la sonde s'est écrasée lors de sa tentative d'alunissage.

Contrairement à ce qui a pu se faire auparavant, la construction de la sonde Beresheet a principalement été financée par des investissements privés ; elle marque à ce titre l'avènement d'une ère nouvelle pour l'exploration spatiale dans laquelle des sociétés privées se substituent aux gouvernements.

La NASA s'est ainsi associée à des sociétés privées de vol spatial pour mettre au point des modules robotisés et habités à des fins d'exploration lunaire, notamment SpaceX, Blue Origin et Astrobotic. Le PDG d'Amazon, Jeff Bezos, et Blue Origin ont annoncé leur ambition d'installer une base lunaire à proximité du pôle sud où pourront vivre et travailler des astronautes. De son côté, SpaceX développe un engin spatial capable de transporter des astronautes à destination de la Lune puis Mars, sans oublier son projet de vol touristique en orbite lunaire.

Et pour ne pas être éclipsée par le secteur commercial, la NASA prépare également son propre retour sur la Lune de manière ambitieuse. Le programme Artemis de l'agence, petite sœur de l'illustre Apollo, a pour objectif d'envoyer la première femme (et le prochain homme) sur la Lune à l'horizon 2024. La colonne vertébrale du programme Artemis n'est autre que la capsule spatiale Orion, actuellement en développement, même si l'agence n'a pas pour autant renoncé aux partenaires privés pour atteindre son objectif.

Si Artemis se déroule sans accroc, la NASA et ses partenaires pourraient aller jusqu'à construire une station spatiale en orbite lunaire, une passerelle pour la Lune et au-delà.

Sources:
Blue Origin
NASA Ames Research Center: Lunar Prospector
NASA Goddard Space Flight Center: Lunar Orbiter
NASA Goddard Space Flight Center: Surveyor
NASA Jet Propulsion Laboratory: Moon Missions
NASA Mission Pages: The Apollo Missions
NASA Space Science Data Coordinated Archive: Spacecraft
Smithsonian National Air and Space Museum: Apollo Program
SpaceX
U.S. Naval Research Laboratory: Clementine

Cet article a initialement paru sur le site nationalgeographic.com en langue anglaise.