Chandrayaan-1

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Chandrayaan 1
Sonde spatiale
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Schéma de la sonde spatiale
Données générales
Organisation ISRO
Domaine Étude de la Lune
Type de mission Orbiteur lunaire
Statut Mission achevée
Lancement 22 octobre 2008
Lanceur PSLV-C
Fin de mission 30 août 2009
Durée 2 ans (prévu)
Identifiant COSPAR 2008-052A
Caractéristiques techniques
Masse au lancement 1 380 kg
Plateforme IRS
Contrôle d'attitude Stabilisé 3 axes
Source d'énergie Panneaux solaires
Puissance électrique 750 Watts
Orbite lunaire
Altitude 100 km
Principaux instruments
TMC Caméra
HySI Spectromètre imageur
LLRI Altimètre laser
M3 Spectromètre imageur
SIR-2 Spectromètre proche infrarouge
CIXS Spectromètre imageur rayons X
HEX Spectromètre imageur rayons
RADOM Spectromètre/dosimètre
SARA Analyseur de particules
Mini-SAR Radar à synthèse d'ouverture
MIP impacteur
Décollage d'un lanceur PSLV emportant la sonde spatiale lunaire Chandrayaan-1 au Centre spatial Satish-Dhawan.

Chandrayaan-1 (en sanskrit चन्द्रयान-१, prononcé [ t͡ʃʌnɾʌːjaːn] écouter, littéralement « véhicule lunaire »[1],[2]) est une mission spatiale de l'Organisation indienne pour la recherche spatiale (ISRO, l'agence spatiale de l'Inde) qui était destinée à mettre un satellite en orbite autour de la Lune durant deux ans pour tester les capacités technologiques de l'Inde dans l'espace et pour ramener des informations scientifiques concernant la surface lunaire. Son lancement a eu lieu le depuis le centre spatial Satish-Dhawan[3].

Objectifs scientifiques[modifier | modifier le code]

Les principaux objectifs scientifiques de cette mission étaient de cartographier la surface lunaire, d'analyser sa composition minéralogique, d'étudier la croûte lunaire pour mieux comprendre son évolution, d'observer la glace d'eau dans les régions polaires qui sont en permanence dans l'ombre, de créer des cartes tridimensionnelles de certaines régions lunaires et d'analyser des anomalies magnétiques à sa surface.

Déroulement de la mission[modifier | modifier le code]

Le lancement de la sonde a été effectué le 22 octobre 2008 à h 22 heure locale d'Inde (h 52 UTC) par une fusée indienne PSLV-C11 équipée pour la première fois de propulseurs d'appoint Psom-XL. Le tir a été effectué depuis la base spatiale Sriharikota[4].

La sonde spatiale a d'abord été placée sur une orbite terrestre elliptique (255 × 22 860 km) inclinée de 17,9° par rapport à l'équateur. Le , à 9 000 puis à 70 000 kilomètres de distance, la caméra haute résolution (TMC) de la sonde a été testée sur la Terre, en prenant deux clichés historiques noir et blanc de l'Australie[5]. Puis, grâce à son moteur LAM (Liquid Apogee Motor), elle est entrée en orbite lunaire également elliptique (500-5 000 km) le 4 novembre 2008. Enfin, elle a été stabilisée sur une orbite circulaire de 100 km le 8 novembre 2008 à 11 h 45 TU. La masse de la sonde n'est plus que de 590 kg[4].

La sonde orbitale a largué le 14 novembre 2008 à 15 h 1 TU l'impacteur MPI (34 kg) qu'elle transportait avec elle, dans les régions polaires australes de la Lune[4]. Il s'agit d'un démonstrateur technologique équipé des instruments suivants :

  • système d'imagerie vidéo ;
  • spectromètre de masse ;
  • radar altimètre.

Le MPI a pris au moins deux clichés en haute résolution de la surface de la Lune avant de s'y écraser de manière volontairement non contrôlée et malgré ses rétrofusées.

L'Inde devient la quatrième puissance à « poser » un engin sur la Lune après l'Union soviétique, les États-Unis et l'Europe.

La sonde spatiale a commencé à connaitre des dysfonctionnements, à la suite d'une surchauffe due à une protection thermique insuffisante. Selon ses concepteurs c'est une erreur de calcul de la température de la Lune qui a rendu la protection insuffisante. Pour le Dr TK Alex[6], les ingénieurs avaient supposé que « la température à 100 km au-dessus la surface de la Lune serait d'environ 75 °C, mais elle s'est avérée être plus élevée, et il a fallu élever l'orbite de la sonde à 200 km. » (la température diurne moyenne à la surface de la Lune est de 107 °C, contre −153 °C sur la face sombre[7]).

  • Le 19 mai 2009, l'orbite de Chandrayaan-1 a été élargie pour permettre d'autres études, sur les perturbations en orbite, la variation du champ gravitationnel de la Lune et permettre de cartographier la surface lunaire avec une bande plus large. Un problème de surchauffe a été détecté dès le 25 novembre 2008, forçant l'ISRO à désactiver certaines des charges utiles (onze en tout), interdisant les expériences. Au début de 2009, la situation s'est améliorée et Chandrayaan-1 a recommencé à fonctionner normalement. Mais cette fois, deux capteurs ont mal fonctionné (le premier le 26 avril, le second la deuxième semaine de mai) en raison des températures élevées. Ces capteurs étaient essentiels au maintien de la bonne orientation de l'engin dans l'espace.
  • Le 29 août 2009, l'ISRO a perdu tout contact radio avec Chandrayaan-1[8] .
  • Le 30 août, la mission est arrêtée par l'ISRO, quatorze mois avant sa fin prévue. La sonde a néanmoins répondu à 90/95 % de ses objectifs scientifiques. Ses caméras à haute résolution ont envoyé plus de 70 000 images numériques de la surface lunaire, dont des images de montagnes, de cratères, et de la zone d'ombre permanente de la région polaire de la Lune.
  • Le 9 mars 2017, la NASA déclare avoir retrouvé la sonde qui orbite à 200 km de la Lune[9] avec une nouvelle technologie radar[10].

Caractéristiques techniques[modifier | modifier le code]

La sonde spatiale durant les tests au sol.

Chandrayaan-1 est un engin spatial basé sur la plateforme IRS héritée des satellites Kalpana-1 et MetSat-1. La plateforme a une forme cubique avec une masse à sec de 550 kg. L'énergie est fournie par un panneau solaire incliné de 30° qui produit 750 Watts et est stockée dans une batterie Lithium-Ion. La sonde spatiale dispose d'une propulsion à ergols liquides qui est utilisée pour le transfert jusqu'à la Lune puis les corrections d'orbite. Chandrayaan-1 est stabilisé 3 axes. Les corrections d'orientation sont effectuées à l'aide de petits propulseurs e de roues de réaction. Les données sont enregistrés dans des mémoires flash est transmise vers la Terre en bande X avec débit de 8,4 mégabits/seconde[11].

Instruments scientifiques[modifier | modifier le code]

La charge utile de la sonde spatiale comprend onze instruments scientifiques représentant une masse totale de de 55 kg[4],[11] :

  • imageur spectral HySI (Hyperspectral Imager) fourni par l'Inde ;
  • caméra pour la cartographie TMC (Thermal Mapping Camera) fourni par l'Inde ;
  • altimètre laser LLRI (Lunar Laser Ranging Instrument) fourni par l'Inde  ;
  • spectromètre X à basse énergie CIXS (Chandrayaan-1 Imaging X-ray Spectrometer) (ESA/laboratoire britannique (Lunar Laser Ranging Instrument) fourni par le Rutherford Appleton Laboratory) ;
  • spectromètre X à haute énergie HEX (High Energy X-ray/γ-ray Spectrometer) fourni par l'Inde  ;
  • spectromètre à infrarouge SIR-2 (Near Infrared Spectrometer) fourni par l'Agence spatiale européenne et l'Institut Max-Planck de recherche sur le Système solaire  ;
  • spectromètre infrarouge M³ (Moon Mineralogy Mapper) fourni par la NASA ;
  • SARA (Sub KeV Atom Reflecting Analyser), appareil servant à l'étude de l'interaction entre le vent solaire et la surface lunaire (ESA/Institut de physique spatiale suédois/laboratoire de physique spatiale indien) ;
  • radar en bande S MiniSAR (Miniature Synthetic Aperture Radar) f pour la recherche de glace d'eau aux pôles (États-Unis) ;
  • moniteur de particules énergétiques de l'environnement RADOM (Radiation Dose Monitor) fourni par la Bulgarie est un spectromètre/dosimètre qui mesure les flux de particules et leur énergie dans la région de l'espace situé autour de la Lune.
  • MIP (Moon Impactor Probe) est un impacteur de 29 kg développé par le Vikram Sarabhai Space Center emportant un spectromètre de masse et une caméra qui doit permettre de filmer durant la phase de descente le site de l'impact et de détecter la trace de certains gaz dans l'exosphère lunaire.

Résultats[modifier | modifier le code]

La présence d'eau et d'hydroxiles sur le pic central d'un cratère récent a été détecté par l'instrument Moon Mineralogy Mapper.

L'analyse des roches lunaires a démontré que la structure interne de la Lune n'est pas complètement dépourvu d'eau mais les observations de molécules d'eau en surface ont jusque là été attribués à des apports externes notamment aux interactions avec le vent solaire. Le spectromètre Moon Mineralogy Mapper (M³) de Chandrayaan-1 a détecté la présence de concentration d'eaux et d'hydroxiles sur le pic central du cratère Bullialdus beaucoup plus élevé que dans les zones voisines. Ces concentrations ne peuvent pas s'expliquer par un apport extérieur. Elles pourraient s'expliquer par l'excavation de matériaux du manteau magmatique riche en hydroxile provoqué par l'impact d'un météorite[12] a validé la plausibilité[pas clair].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. « chandra », Spoken Sanskrit (consulté le 5 novembre 2008)
  2. « yaana », Spoken Sanskrit (consulté le 5 novembre 2008)
  3. L'Inde fait un premier pas vers la Lune - Le Figaro, 22 octobre 2008
  4. a, b, c et d Christian Lardier, « L'Inde entre dans le club lunaire », Air et Cosmos, no 2144,‎ , p. 63 (ISSN 1240-3113)
  5. Gilles Dawidowicz, « La sonde Chandrayaan-1 teste sa caméra sur la Terre », L'Astronomie, no 11,‎ , p. 8 (ISSN 0004-6302)
  6. Directeur de l'ISRO, le centre satellitaire de Bangalore
  7. Présentation de la mission par l'ISRO (Consulté 02-10-2009)
  8. « L'Inde perd le contact avec sa sonde spatiale », LeMonde.fr
  9. « La NASA a retrouvé un satellite indien perdu depuis 8 ans ! », SciencePost,‎ (lire en ligne)
  10. « Deux sondes retrouvées autour de la Lune », Science et Avenir,‎ (lire en ligne)
  11. a et b (en) « Chandrayaan-1 », sur EO Portal, Agence spatiale européenne (consulté le 11 mars 2018)
  12. (en) R. Klima, J. Cahill, J. Hagerty et D. Lawrence, « Remote detection of magmatic water in Bullialdus Crater on the Moon », Nature Geoscience,‎ (DOI 10.1038/ngeo1909).

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]