« On commençait à s’ennuyer : la Chine n’avait pas lancé de fusée depuis hier.. », voici ce que dit un internaute sur Twitter après le lancement réussi de la sonde lunaire chinoise Chang’e 4 ce samedi matin. Et on peut presque comprendre le côté ironique de cette exclamation quand on sait que le pays a envoyé 12 satellites, dont deux saoudiens, 24 heures auparavant.
Mais Chang’e 4 n’est pas qu’un simple satellite, ni même une sonde ordinaire. Il porte avec lui un rover lunaire, à priori nommé « Yutu 2 », ou Lapin de Jade en chinois pour faire hommage à son prédécesseur, ainsi que plusieurs charges utiles scientifiques chinoises et internationales. L’ensemble, si tout se déroule comme prévu, sera aluni sur la face cachée de la lune, plus précisément dans le cratère Von Kármán au sud-est de la Mare Ingenii, pour la première fois au monde et ce au terme d’un voyage de 26 jours.
Mis à part cette grande première pour la Chine mais aussi pour le monde, ce lancement est également le 36ème vol spatial du pays en 2018, un record national depuis 1970 où le premier satellite chinois fut envoyé dans l’espace.
Le lancement
Conçu par China Academy of Launch Vehicle Technology (CALT), filiale du groupe d’aérospatiale chinois CASC, le CZ-3B est la variante la plus puissante parmi les lanceurs de la famille CZ-3A, tous pratiquement dédiés aux lancements de satellites en orbite géostationnaire.
Cette fusée de trois étages, qui mesure plus de 57 mètres de haut et 459 tonnes au décollage, est capable de placer 5 500 kg de charges utiles en orbite de transfert géostationnaire (GTO).
Avant l’arrivée du nouveau lanceur lourd CZ-5, qui vient d’échouer son deuxième lancement en Juillet 2017 malgré un vol inaugural plutôt réussi, les satellites de communication chinois ne pouvaient pas dépasser en masse la capacité d’emport du CZ-3B, sous peine de devoir se tourner vers une société de lancement spatial à l’étranger.
Pour répondre aux particularités liées à ce lancement de la sonde Chang’e-4, comme les fenêtres de tir très courtes avec chacune entre 1 et 2 minutes à 46 minutes d’intervalle, et seulement deux fenêtres possibles par jour durant seulement deux jours, les équipes du CALT ont apporté 65 modifications techniques sur la fusée.
On apprend par exemple que la conception de la trajectoire a été améliorée en conséquence, la fiabilité et le niveau de redondance de certains systèmes clés ont également été renforcés. La fusée peut aussi maintenant rester sur le pas de tir pour 24 heures supplémentaires une fois que les ergols cryogéniques sont remplis, alors que tout devrait être vidangé si le vol ne s’est pas effectué pendant la fenêtre de tir.
Comparée à la précédente mission Chang’e 3 où la sonde était placé sur une orbite initiale d’apogée 38 000 km, la sonde Chang’e 4 est quant à elle mise sur une apogée plus éloignée, à 42 000 km. L’équipe technique a aussi modifié les algorithmes GNC pour accroître la précision d’injection de l’ordre de 30%.
Si les modifications étaient effectivement apportées sur le lanceur, seules cinq entre elles sont « nouvelles ». Si l’on croit un responsable technique du lanceur, parmi ces changements 60 ont déjà été validés sur les vols précédents pour réduire les risques techniques.
L’heure exacte du décollage, quant à elle, est affichée précisément à 02:23:34.367 heure de Pékin. La mission porte le nom de code 07-97, les deux premiers chiffres représentent le code du centre spatial de Xichang, qui porte également le nom militaire de « Base n°27 ».
Deux messages aux navigants aériens (NOTAM) ont été publiés pour signaler les zones de retombée sur le sol chinois, la première dans la province du Guizhou et la deuxième au Jiangxi.
A5215/18 Q) ZPKM/QRTCA/IV/BO/W/000/999/2719N10808E021 A) ZPKM B) 1812071814 C) 1812071834 E) A TEMPORARY RESTRICTED AREA ESTABLISHED BOUNDED BY:N272159E1083650-N273125E1074313-N271528E1073946-N270603E1083315 BACK TO START.ALL ACFT ARE FORBIDDEN TO FLY INTO THE TEMPORARY RESTRICTED AREA, ACFT SHALL AVOID THE TEMPORARY RESTRICTED AREA BY ATC. F) GND G) UNL
A5217/18 Q) ZXXX/QRTCA/IV/BO/W/000/999/2603N11413E016 A) ZSHA ZGZU B) 1812071815 C) 1812071836 E) A TEMPORARY RESTRICTED AREA ESTABLISHED BOUNDED BY:N260808E1142921-N261444E1140013-N255857E1135553-N255223E1142456 BACK TO START.ALL ACFT ARE FORBIDDEN TO FLY INTO THE TEMPORARY RESTRICTED AREA, ACFT SHALL AVOID THE TEMPORARY RESTRICTED AREA BY ATC. F) GND G) UNL
La direction de vol du lanceur CZ-3B pour la mission Chang’e 4 (Image : East Pendulum)
En plus de plusieurs stations sol en Chine et à l’étranger, le pays a également déployé au moins deux de ses navires de suivi et de contrôle spatial, Yuan Wang 3 et Yuan Wang 7, dans l’océan Pacifique pour relayer le contrôle et le suivi de la mission
La sonde lunaire Chang’e 4
On se rappelle certainement de la mission Chang’e 3 en Décembre 2013, où le module alunisseur s’est posé en douceur sur la surface de la lune et a libéré le petit rover Yutu.
Si le « lapin de Jade » n’est pas allé bien loin avant de perdre sa faculté motrice pour des raisons qui ne sont toujours pas communiquées à ce jour, le module alunisseur est toujours en état de fonctionnement aujourd’hui, alors qu’il a été conçu pour une durée de vie théorique d’un an seulement.
Même le rover, bien que immobilisé peu après avoir posé ses roues sur la lune, a tout de même survécu durant 2 ans et 9 mois selon l’Académicien WU Wei Ren, concepteur en chef du programmes.
Alors qu’apporte de nouveau la sonde Chang’e 4, en plus du fait qu’elle sera le premier engin humain à se poser sur la face cachée de la lune ?
Selon la communication officielle, la mission Chang’e 4 vise à remplir trois objectifs scientifiques :
- Mener des observations et de recherche astronomiques à l’aide des ondes radio de basse fréquence, depuis le sol lunaire.
- Effectuer l’analyse de topographie et de composition minérale dans la zone de mission.
- Réaliser des études sur les structures superficielles dans la face cachée de la lune
En parallèle de ces visées scientifiques, la mission devrait atteindre deux objectifs majeurs pour la Phase 4 du programme lunaire robotique chinois. L’un est de réussir le premier alunissage sur la face cachée de la lune et y mener des recherches, et deux est de réaliser le contrôle et le relais de données des engins lunaires grâce au satellite de communication placé sur le point de Lagrange L2, un objectif qui est en moitié rempli déjà avec la mise en orbite du satellite « Queqiao » (鹊桥) en Mai cette année.
Pour pouvoir remplir ces objectifs, l’alunisseur et le rover sont équipés chacun d’un ensemble d’instruments, dont certains sont issus de collaboration internationale.
Sur l’alunisseur Chang’e 4 par exemple, l’Université Christian Albrecht de Kiel en Allemagne a développé le LND, Lunar Lander Neutrons & Dosimetry, pour la détection de la radiation des particules lunaires autour de la zone de mission. De la même façon la Suède a également développé l’instrument ASAN, Advanced Small Analyzer for Neutrals, qui est installé sur le rover.
A noter que Chang’e 4 a emmené avec elle de la vie sur la lune. En effet, les ingénieurs chinois ont installé un récipient hermétique de 3 kg, dans lequel se trouve des graines de pomme de terre et d’autres plantes, ainsi que des oeufs de ver à soie, de la terre et de l’eau. L’ensemble constitue une petite biosphère isolée pour que les chercheurs puissent étudier le maintien de la vie en conditions d’isolement sur la lune, probablement pour anticiper le futur projet de base lunaire habitée.
Pour les plus courageux qui n’ont pas peur de la traduction, un document rédigé par les chercheurs du National Space Science Center, de l’Académie chinoise des Sciences, résume assez bien les charges utiles de la mission Chang’e 4 et le contexte.
Les charges utiles principales installées sur l’alunisseur et le rover Chang’e 4
L’ensemble alunisseur-rover pèse environ 3 780 kg au sol, dont 140 kg pour le rover Yutu-2. Ce dernier est plus léger que son prédécesseur, probablement à cause du fait qu’il n’a pas de bras robotique.
Tout comme dans la mission Chang’e 3, la sonde chinoise devrait agir en toute autonomie sa descente et le choix du site définitif, grâce aux plusieurs équipements de télédétection radars et optiques installés à bord.
Le principal moteur pour contrôler cette descente autonome, le moteur à poussée variable de 7 500 kN, a subi de nombreux « upgrades » pour faire face à des conditions plus rudes par rapport à la mission précédente – Son ISP est augmentée de 308 à 310 secondes, le revêtement est aussi modifié pour supporter une durée d’utilisation plus longue.
L’alunisseur, avec le rover sur le dessus, avant le lancement
La sonde Chang’e 4 en image de synthèse
Le cratère Von Karman
Bien entendu, le voyage du Chang’e 4 n’est qu’à son début. La sonde lunaire chinoise devrait atteindre l’orbite lunaire d’ici une dizaine de jour et s’y installer pour deux semaines environ.
La descente effective sur la surface de la lune devrait avoir lieu 26 jours après le lancement, c’est à dire vers le 3 Janvier 2019. Cette descente « propulsée » durera 720 secondes.
En attendant, la sonde Chang’e 4 est toujours sur l’orbite terrestre, à 263 km x 277 km x 28,88°, alors qu’elle avait été injectée par le dernier étage du lanceur CZ-3B sur une orbite initiale de 200 km x 42 000 km.
CHANG'E-4 1 43845U 18103A 18341.76644676 .00002075 -65600-5 00000-0 0 9997 2 43845 28.8798 349.8100 0010000 102.8623 0.0000 16.01555694 08
CZ-3B R/B 1 43846U 18103B 18341.76644676 .00002075 -65600-5 00000-0 0 9998 2 43846 28.8798 349.8100 0010000 102.8623 0.0000 16.01555694 09
Statistique historique
Statistiquement, ce lancement de la sonde Chang’e 4 est le 36ᵉ lancement spatial chinois en 2018, le 52ᵉ du lanceur CZ-3B, et le 294ᵉ pour la famille des lanceurs Longue Marche.
Pour l’heure, les fusées Longue Marche du groupe CASC totalisent 283 succès et 11 échecs, soit un taux de réussite de 96,26%.
Voici le nombre et le statut de lancements spatiaux chinois effectués depuis 1970, incluant aussi ceux qui ne sont pas réalisés par les lanceurs Longue Marche, et le nombre de lancements par centre spatial chinois –
Photo: Le rover Yutu-2 (?) en essais
source:http://www.eastpendulum.com/change-4-le-voyage-vers-la-face-cachee-de-la-lune-commence