Luna 25

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Maquette de l'atterrisseur Luna 25
Données générales
Organisation Drapeau de la Russie Roscosmos
Constructeur Drapeau de la Russie Lavotchkine
Domaine Étude du sol lunaire
Type de mission Atterrisseur lunaire
Statut développement
Autres noms Atterrisseur Lunar-Glob
Lancement 2020
Lanceur Soyouz / Fregat
Durée de vie 1 an
Identifiant COSPAR [1]
Caractéristiques techniques
Masse au lancement 1750 kg
Masse instruments 30 kg
Masse ergols 975 kg
Orbite
Localisation -69,545 Nord, 43,544

Luna 25 ou Atterrisseur Luna-Glob (russe Луна-Глоб qui signifie globe lunaire) est une mission spatiale russe d'exploration de la Lune de type atterrisseur qui doit être lancée par une fusée Soyouz-Fregat en 2020. Luna-Glob est la première sonde spatiale lunaire lancée par l'astronautique russe depuis 1976.

Historique[modifier | modifier le code]

Première proposition (1997)[modifier | modifier le code]

Luna 24, lancée en 1976, est la dernière mission spatiale de l'ère soviétique ayant eu pour objectif l'exploration de la Lune. Après l'éclatement de l'Union soviétique à la fin des années 1980, l'astronautique russe subit de plein fouet la crise économique qui s'ensuit et l'effondrement des programmes spatiaux dépendant du budget de l’État. Durant cette période de récession, la seule mission lunaire est proposée en 1997. Le projet consiste à placer à l'aide d'une fusée Molnia un petit engin en orbite autour de la Lune. Celui-ci emporte trois pénétrateurs de 250 kg qui sont largués et s'enfoncent sous la surface de la Lune. Chacun de ces engins dispose d'un sismomètre et d'un instrument mesurant le flux de chaleur. L'énergie est fournie par des isotopes nucléaires. Les données fournies par les trois pénétrateurs permettent de détecter et localiser par relevé trigonométrique la source de l'activité sismique de la Lune. Au cours des années suivantes, les caractéristiques du projet subissent des modifications mais aucun budget ne lui est affecté. Le projet est rebaptisé Luna Glob (Globe lunaire) allusion à la nature globale du réseau de sismomètres qui doit être mis en place[1].

Officialisation du projet (2006)[modifier | modifier le code]

Au milieu de la décennie 2000, l'exploration de la Lune revient sur le devant de la scène spatiale internationale avec le développement d'orbiteurs par la Chine (Chang'e 1 lancé en 2007), l'Inde (Chandrayaan-1 2008) et le Japon (SELENE 2007). Les Etats-Unis lancent à la même époque le programme Constellation qui prévoit de ramener des hommes à la surface de la Lune vers 2020. Les responsables russes souhaitent maintenir leur présence dans un domaine où ils ont excellé par le passé. En novembre 2004, le responsable de l'institut Vernadsky GEOKhI, qui tente de trouver des fonds dans le cadre d'une coopération internationale, entame des discussions avec les responsables du projet japonais Lunar-A qui ont largement progressé dans la mise au point de pénétrateurs équipés de sismomètres mais ne disposent pas du budget nécessaire au lancement de leur engin spatial. Des discussions sont entamées pour fusionner les projets japonais et russe mais ne débouchent pas et le projet Lunar-A est abandonné en 2007[2],[3]. En 2006, les officiels de l'Agence spatiale russe de l'Institut Vernadsky GEOKhI et de l'Institut de physique de la Terre dévoilent le projet Luna Glob. La mission, dont l'architecture a été définie par le constructeur des sondes spatiales soviétiques et russes Lavotchkine, repose sur un vaisseau-mère de 1500 kg qui embarque 10 pénétrateurs de 30 kg qui sont largués au-dessus de la Mer de la Fertilité et forment, après avoir pénétré dans le sol, deux cercles distincts d'un diamètre respectivement de 5 et 10 km avec un espacement de plusieurs kilomètres entre chaque engin. Le vaisseau mère doit ensuite larguer deux autres pénétrateurs plus lourds sur les sites d'atterrissage d'Apollo 11 et 12 pour reconstituer le réseau de stations sismiques mis en place en 1969 par la NASA. Enfin, un atterrisseur de 250 kg se détache du vaisseau mère pour se poser en douceur près du pôle sud. Cette station polaire emporte un sismomètre et deux spectromètres pour détecter la présence de glace d'eau. Le vaisseau mère sert de relais de communications entre les 13 stations lunaires mises en place et la Terre. En cas de succès de la mission, un rover de 700 kg doit être lancé vers 2015-2016 puis une mission de retour d'échantillon. Cette dernière reprend les principes d'architecture des missions soviétiques similaires des années 1970 tout en allégeant l'ensemble[1],[2].

Évolution des caractéristiques de la mission[modifier | modifier le code]

Le programme spatial russe bénéficie de l'embellie économique du pays au milieu de la décennie 2000 et les officiels, après avoir annoncé en 2006 que Luna-Glob serait lancé en 2012 ,avancent la date en 2009. Les caractéristiques du projet ont été entre-temps revues à la baisse. La sonde spatiale lunaire d'une masse de 2 125 kg comprend un orbiteur qui doit mener une mission scientifique de 3 ans et emporte 4 pénétrateurs. L'atterrisseur n'est plus à l'ordre du jour. Mais le développement des pénétrateurs eux-mêmes s'avère problématique. Des tests ont démontré que ceux-ci pouvaient résister à une vitesse maximale de percussion de la surface de 1,5 km/s or celle-ci est de 2,5 km/s. Il faudrait donc freiner les pénétrateurs mais les ingénieurs de Lavotchkine ne parviennent pas à mettre au point le système de freinage reposant sur une fusée à propergol solide et les pénétrateurs sont retirés du projet à une date antérieure à 2010. Un deuxième projet de mission robotique lunaire, baptisé Luna-Resours, s'est développé à compter de 2007 dans le cadre d'une collaboration avec l'Inde. Les deux projets convergent vers 2010 et reposent tous deux sur un atterrisseur développé par Lavotchkine. L'instrumentation principale de l'atterrisseur Luna-Glob (PsM) est centrée sur le prélèvement et l'analyse de carottes du sol effectués à l'aide d'une foreuse tandis que Luna-Resours transporte un rover développé par l'Inde[2].

Les répercussions de l'échec de Phobos-Grunt[modifier | modifier le code]

Au début des années 2010, le calendrier de lancement des deux missions reste flou : les dates avancées se situent en 2012/2013 sans qu'on sache quelle mission est prioritaire sur l'autre. Fin 2010, la date de lancement de Luna-Glob est reculée à 2014 après celle de Luna-Resours. La sonde spatiale Luna-Glob comprend un orbiteur qui doit emporter 120 kilogrammes d'équipements scientifiques. L'orbiteur a une masse prévue de 1 630 kg tandis que celle de l'atterrisseur atteint 1 260 kg. La mission martienne Phobos-Grunt, développée par Lavotchkine et lancée en 2011, est un échec total qui met en évidence la perte de compétences de l'industrie russe dans le domaine de l'exploration spatiale ainsi que des problèmes d'organisation particulièrement aigus qui seront confirmés par des échecs ultérieurs. En conséquence, les lancements des missions lunaires Luna-Resours et Luna-Glob ne sont plus prévus avant 2016-2017. En juin 2012, les responsables décident de dédoubler la mission Luna-Glob en séparant l'orbiteur (qui doit voler en 2016) et l'atterrisseur prévu pour 2017.

Construction de la sonde spatiale[modifier | modifier le code]

Début 2012, à la suite de l'échec de Phobos-Grunt, l'atterrisseur Lunar-Glob retourne à la phase de conception préliminaire. L'ordinateur embarqué qui reposait sur celui de Phobos-Grunt est abandonné et le système de télécommunications est revu à la lumière des défaillances de la mission martienne. A cette date, Lunar-Glob doit transporter une charge scientifique minimale, son objectif principal étant la mise au point des techniques d'atterrissage en douceur. La précision attendue est de 30 kilomètres. La charge utile, initialement de 30 kilogrammes, est réduite à 17-19 kg pour faire face à des problèmes de dépassement de la masse à vide et comprend une quinzaine d'instruments scientifiques. Le projet prévoit à cette époque d'embarquer un bras télécommandé emportant certains des instruments et un générateur thermoélectrique à radioisotope développé par le centre de recherche nucléaire de Sarov qui vient s'ajouter aux panneaux solaires. Luna-Glob doit précéder la mission Luna-Resours beaucoup plus sophistiquée qui emportera 35 kg d'instrumentation scientifique. En 2016, le cout de l'atterrisseur Luna-Glob est évalué à 2,98 milliards de roubles[4],[5].

En 2014, les officiels russes annoncent que la mission sera lancée entre 2017 et 2019. La construction d'un prototype débute et une série de tests est planifiée en 2015. Le conflit de la Russie avec l'Ukraine en 2014 déclenche un embargo des nations occidentales sur les livraisons des composants électroniques qui nécessite de revoir les équipements électroniques et de télécommunications[6]. En aout 2016, Lavotchkine annonce qu'il a achevé la construction d'un équipement destiné à simuler les conditions d'un atterrissage sur la Lune. À la fin de l'année, la fabrication des premiers composants du modèle de vol est lancée. Courant 2017, le constructeur révèle que l'atterrisseur a du mal à tenir le devis de masse et d'énergie. La mission qui devait être lancée depuis le cosmodrome Vostotchny doit désormais l'être depuis Baïkonour sans doute pour économiser les couts de construction d'équipements dédiés à la préparation de la mission. Le calendrier du projet qui prévoit désormais un lancement en 2019 est très serré et met celui-ci en concurrence avec les développements de Lavotchkine pour le rover ExoMars de l'Agence spatiale européenne. Pour tenir le devis de masse, les responsables du projet décident de supprimer l'instrument Termo-L[7].

Le programme d'exploration lunaire russe[modifier | modifier le code]

Luna 25 s'inscrit dans un programme d'exploration lunaire dont l'objectif final est de résoudre d'importantes questions scientifiques (origine et évolution de la Lune, caractéristiques des régions polaires, volatiles présents, exosphère et rayonnement) et de fournir les éléments indispensables (connaissances du terrain, ressources exploitables) aux futures missions avec équipage. Le programme d'exploration lunaire russe tel qu'il a été défini en 2016 prévoit des missions robotiques de complexité croissante tenant compte du niveau de maitrise technique des ingénieurs russes et des contraintes budgétaires. A terme, le programme doit permettre l'installation d'observatoire de l'espace profond et du système solaire et de laboratoires scientifiques. Pour remplir ces objectifs, les missions robotiques suivantes sont prévues (projection effectuée en 2016)[8] :

  • l'atterrisseur Luna-Glob (Luna 25) est un engin spatial léger qui doit effectuer une première analyse du régolithe lunaire dans les régions polaires jusqu'à une profondeur de 50 centimètres et collecter des données sur l'exosphère. Il doit également valider les techniques d'atterrissage et les systèmes de télécommunications qui seront mis en œuvre par les missions lunaires suivantes ;
  • l'orbiteur Luna Resours (Luna 26) doit être placé sur une orbite polaire de 100 km. Sa mission est de cartographier l'ensemble de la Lune, d'analyser l'exosphère et le plasma autour de la Lune, d'identifier des sites d'atterrissage dans les régions polaires et de servir de relais de télécommunications pour les missions au sol. Sa date de lancement est prévue vers 2020 ;
  • l'atterrisseur Luna Resours (Luna 27) est un engin plus lourd qui doit atterrir également dans la région du pôle sud. Il doit effectuer une analyse du régolithe lunaire jusqu'à une profondeur de 2 mètres et collecter des données sur l'exosphère. Sur le plan technologique, il doit valider une technique d'atterrissage de haute précision permettant d'éviter les obstacles au sol. Il doit mettre en œuvre une foreuse capable de conserver la température des carottes de terrain prélevées. Sa date de lancement est prévue vers 2021 ;
  • la mission retour d'échantillon Luna Grunt (Luna 28) a pour objectif de ramener sur Terre des échantillons du sol lunaire dont la température a été préservée.

Objectifs de la mission[modifier | modifier le code]

Les objectifs scientifiques de la mission Luna 25 sont les suivants[8] :

  • déterminer les propriétés thermiques et mécaniques du régolithe dans les régions polaires ;
  • mesurer les caractéristiques infrarouge du régolithe polaire ;
  • effectuer des mesures de spectroscopie par claquage laser du régolithe polaire ;
  • déterminer le contenu en eau et la proportion des éléments chimiques présents dans le sol proche de la surface du régolithe polaire ;
  • déterminer les caractéristiques du plasma et de l'exosphère neutre au pôle ;
  • mesurer la présence de poussière au pôle ;
  • mesurer les variations thermiques du régolithe polaire.

Sur le plan technologique, les objectifs de la mission sont[8] :

  • valider la technique d'atterrissage en douceur ;
  • tester le fonctionnement des communications radio entre les régions polaires de la Lune et la Terre ;
  • valider le comportement thermique de l'atterrisseur ;
  • tester et valider le fonctionnement du bras télécommandé.

Déroulement de la mission[modifier | modifier le code]

Luna 25 doit être placé en orbite par un lanceur Soyouz/Fregat tiré depuis le cosmodrome de Baïkonour. L'atterrisseur doit se poser. La mission doit durer 1 an. Luna 25 est la première mission d'exploration spatiale soviético-russe lancée vers la Lune depuis 1976.

Caractéristiques techniques[modifier | modifier le code]

Luna 25 a une masse de 1 750 kg dont 975 kg d'ergols. Il est équipé d'un système de communications qui permet de transmettre les données avec un débit de 4 mégabits/seconde. Il emporte un système de caméras PILOT-D fourni par l'Agence spatiale européenne qui doivent fournir des images en temps réel durant l'atterrissage.

Instruments scientifiques[modifier | modifier le code]

Liste des instruments proposés pour la mission[9].
Instrument Description Masse Fournisseur
ADRON-LR Analyse de la composition du régolithe par analyse neutrons et gamma 6,7 kg IKI
ARIES-L Mesure du plasma et particules neutres 4,6 kg IKI
LASMA-LR Spectromètre de masse laser 2,8 kg IKI et Université de Berne
LIS-TV-RPM Imageur-spectromètre infrarouge des minéraux 2 kg IKI
LINA-XSAN Mesure des neutrons et des ions 0,7 kg ISP (Suède)
PmL Mesure de la poussière et des micrométéorites 0,9 kg IKI
STS-L Image panoramique 4,6 kg IKI
Rétro-réflecteur laser Mesure des mouvements de libration de la Lune et de la distance Terre-Lune 0,1 kg IKI

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Lien externe[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a et b (en) Brian Harvey, The Rebirth of the Russian Space Program - 50 Years After Sputnik, New Frontiers, Springer-Praxis, (ISBN 978-0-387-71354-0), p. 325-36
  2. a b et c (en) Anatoly Zak, « Luna-Glob project », sur russianspaceweb.com (consulté le 30 avril 2018)
  3. Vladimir Grishin (Roscosmos), « FSA report to the CCSDS Management Council Noordwijk, Netherlands octobre 2009 »,
  4. (en) Anatoly Zak, « Luna-Glob landing mission », sur russianspaceweb.com (consulté le 30 avril 2018)
  5. (en) Anatoly Zak, « Status of the Luna-Glob project in 2013 », sur russianspaceweb.com (consulté le 30 avril 2018)
  6. (en) Anatoly Zak, « Luna-Glob faces new delays in 2015 », sur russianspaceweb.com (consulté le 30 avril 2018)
  7. (en) Anatoly Zak, « Luna-Glob's stop and go », sur russianspaceweb.com (consulté le 30 avril 2018)
  8. a b et c (en) Maxim Litvak, « Russian Lunar Exploration Missions », Roscosmos,
  9. (en) « Luna-25 (Luna-Glob Lander) Payload », IKI (consulté le 29 avril 2018)