La Chine s'est posée sur la face cachée de la Lune. Que va-t-elle y faire ?

Le 2 janvier, un atterrisseur chinois portant le nom d'une ancienne déesse de la lune s'est posé sur la face cachée de la Lune, là où aucun Homme ni robot ne s'était encore aventuré.

La mission chinoise Chang'e-4 a été lancée vers la Lune le 7 décembre dernier ; la sonde est entrée en orbite autour de notre compagnon cosmique le 12 décembre. 

Les détails sur cet alunissage historique ne sont pas encore connus. La CNSA est notoirement secrète ; la dernière mise à jour proposée date du 30 décembre, date à laquelle des responsables ont déclaré que le satellite avait pris son orbite finale avant l'alunissage. Une fois la confirmation reçue que Chang'e-4 avait bien aluni, l'incertitude céda le pas à la joie.

« C'est vraiment un moment historique et je suis très très heureux ! » s'enthousiasme Long Xiao, géoscientifique de l'Université des géosciences de Chine, dans un mail envoyé à National Geographic juste après avoir pris connaissance de l'annonce de l'alunissage. « Avec l'alunissage réussi et la prise de photos à la fois par l'atterrisseur et le rover, je suis impatient de voir le vrai visage de la face cachée de la Lune ! »

« Je suis personnellement très heureux et fier du débarquement réussi de Chang'e-4, car il s'agit non seulement d'une réalisation vraiment impressionnante, mais c'est également l'espoir de nouveaux possibles scientifiques », a ajouté Le Qiao, géologue lunaire de l'Université du Shandong à Weihai.

Voici ce que la mission couvrira sur cette mystérieuse face cachée de la Lune.

POURQUOI LA MISSION CHANG'E-4 EST-ELLE SI IMPORTANTE ?

La sonde Chang'e-4 est la dernière mission lunaire de l'Administration spatiale nationale chinoise (CNSA). Les deux premières missions lunaires étaient des orbiteurs, et la troisième était un combo atterrisseur / rover qui a aluni avec succès sur la face cachée de la Lune en 2013. Chang'e-4 est composée d'un atterrisseur et d'un rover, ainsi que d'un satellite relais. Son objectif était de se poser avec douceur sur la face cachée de la Lune.

« C'est une première », explique Clive Neal, spécialiste en sciences planétaires à Notre Dame, spécialiste de la géologie lunaire. « Avec Chang'e-4, c'est la première fois qu'un pays tente de poser un atterrisseur en douceur sur la face cachée de la lune, puis de déployer un rover pour l'explorer. »

« Les données retranscrites devraient nous fournir des informations précieuses pour révéler les secrets de notre lune, notamment sur la face jamais explorée auparavant ! » écrit Long Xiao. « On croise les doigts ! »

QU'EST-CE QUE LA FACE CACHÉE DE LA LUNE ?

La Lune orbite autour de la Terre depuis plus de 4,5 milliards d'années. Au cours de cette période, le remorqueur gravitationnel de la Terre a forcé la vitesse de rotation de la Lune à se synchroniser avec son orbite. En conséquence de quoi la Lune tourne sur elle-même et tourne autour de la Terre en 28 jours. Cela signifie que le même côté de la Lune fait toujours face à la Terre et que le côté éloigné est la face que nous ne pouvons pas voir depuis la surface de la Terre.

Vous avez peut-être entendu dire que la face la plus éloignée était « le côté obscur » de la lune, mais c'est un terme impropre. Tandis que la lune tourne autour de la Terre, l'exacte moitié de l'astre est baignée de la lumière du soleil. Lors d'une nouvelle lune, la face de la Lune que nous connaissons est plongée dans les ténèbres, mais la face cachée est elle entièrement éclairée. En fait, la face cachée de la lune est de couleur plus claire car elle n'est pas dotée des bassins plus sombres que nous connaissons.

POURQUOI PERSONNE NE S'ÉTAIT-IL POSÉ SUR LA FACE CACHÉE DE LA LUNE AVANT ?

Il est difficile de maintenir la communication avec la Terre lors d'un alunissage sur la face cachée, car la Lune elle-même bloque le contact radio. Lorsque les astronautes d’Apollo orbitaient autour de la Lune, ils étaient totalement coupés du reste de l’humanité.

La mission Chang'e-4 a résolu ce problème avec un satellite relais. En mai 2018, l'Administration spatiale nationale chinoise a lancé un satellite appelé Queqiao en orbite autour de L2, un point neutre au-delà de la Lune où la gravité de la Terre et de la Lune annulent la force centripète d'un objet stationné sur place, lui permettant ainsi de bien se positionner. Étant donné que Queqiao a toujours la Terre et la face lunaire en ligne de mire, cela lui permettra de réduire l'écart entre la station de contrôle terrestre et l'atterrisseur Chang'e-4.

Cela dit, l’ajout d’un relais signifie que les signaux radio doivent parcourir une plus grande distance, ce qui allonge le délai de communication aller-retour. Cela signifie que tout atterrisseur ou rover, y compris Chang'e-4, doit être capable de choisir son site d'atterrissage et d'éviter les dangers par lui-même.

OÙ CHANG'E-4 A-T-IL ATTERRI EXACTEMENT ?

L'Administration spatiale nationale chinoise avait pour cible le cratère Von Kármán dans le bassin lunaire du pôle Sud-Aitken, un élément bas de plus de 2 400 km de largeur près du quart de la surface de la lune. On pense que le bassin s’est formé sous l’effet d’un énorme impact ; son étude devrait donc révéler des détails intéressants sur la croûte et le coeur de la lune.

« C’est fondamentalement le plus gros trou du système solaire », estime Neal.

Les scientifiques de l'équipe Chang'e-4 s'intéressent aux anciens cratères du bassin, tels que Von Kármán, afin d'étudier les compositions et les périodes auxquelles les cratères se sont formés. Ces cratères enregistrent les différents impacts subis par la Lune, et donc par la Terre, au cours de leur histoire. Combien d'objets sont tombés sur la Terre aux premières heures de sa formation ? Qu'est-ce que ces objets ont apporté et quand sont-ils tombés ? Que cela changera-t-il dans notre compréhension des origines de la vie sur Terre ? Chang'e-4 pourrait nous aider à le savoir.

DE QUELS INSTRUMENTS DE MESURE CHANG'E-4 EST-IL DOTÉ ?

De nombreux instruments à bord de Chang'e-4 sont des répliques de ceux qui faisaient partie de la mission Chang'e-3. Parmi ces appareils, on compte plusieurs caméras, dont celle utilisée par Chang'e-3 pour prendre des panoramas grandioses de la surface lunaire. Chang'e-4 est également équipé d'un radar pouvant pénétrer la surface de la lune.

Contrairement à Chang'e-3, Chang'e-4 transporte les éléments nécessaires à une « biosphère lunaire » soit des graines et des œufs de vers à soie, ainsi qu'un spectromètre radio basse fréquence qui permettra aux chercheurs d'étudier de loin l'atmosphère survoltée du Soleil. Cet instrument présente un autre avantage : en le couplant avec un instrument transporté par Queqiao, les chercheurs chinois peuvent utiliser le duo comme un radiotélescope. La face cachée de la lune est idéale pour la radioastronomie, car elle bloque les bruits provenant de l'ionosphère terrestre et des transmissions radio humaines.

« Cela nous permettra pour la première fois de faire des observations radio à des fréquences basses [impossibles à percevoir depuis la Terre] depuis la Lune et près de la Lune », écrit par mail l'astronome de l'Université Radboud, Marc Klein Wolt, responsable du projet pour l'instrument de radio de Queqiao. « Cela ouvrira la voie à une future grande installation de radio sur la Lune pour étudier la période précédant la formation des premières étoiles. »

Les instruments de Chang'e-4 ne sont pas tous chinois. Les scientifiques de la mission ont collaboré avec des chercheurs allemands pour installer un détecteur de particules sur l'atterrisseur, et des chercheurs suédois ont installé un détecteur d'ions sur le rover. L'instrument de radio-télescope sur Queqiao est un effort conjoint des deux pays.

QUELLES SONT LES PROCHAINES ÉTAPES DE L'EXPLORATION LUNAIRE ?

La Chine a de grands projets pour son programme d'exploration lunaire. Sa prochaine mission, Chang'e-5, tentera d'atterrir sur la surface connue de la lune et de renvoyer des échantillons du sol lunaire sur Terre. Si la Chine y réussit, elle deviendra le troisième pays à renvoyer des objets lunaires sur Terre et le deuxième pays à le faire au moyen de robots. Alors que les détails restent peu nombreux, les chercheurs chinois décrivant les plans de la lune post-2020 ont également évoqué l'envoi d'humains sur la Lune et de la construction d'une base spatiale lunaire.

Ils ne sont pas les seuls. L'Agence spatiale européenne (ESA) a annoncé son objectif de construire un « village lunaire ». L'agence spatiale indienne ISRO lancera prochainement sa sonde Chandrayaan-2 au pôle sud de la lune. Et la NASA travaille avec des sociétés privées pour envoyer davantage d'équipements scientifiques sur la Lune tout en soulignant son ambition, aussi vague qu'ambitieuse, d'installer une station spatiale « passerelle » à proximité de la Lune dans les années 2020.

« Si, à un moment donné, nous pouvons mobiliser les ressources mondiales pour accomplir ces tâches, nous nous en porterons beaucoup mieux », déclare Kurt Klaus, responsable commercial du groupe d'analyse d'exploration lunaire, qui soutient les missions lunaires de la NASA. « Sommes-nous loin de cet objectif ? Je l'ignore. »

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