EXPLORATION SPATIALE - LE BLOG DE PIERRE BRISSON

Souvenez-vous ! La mission Chang’e 3* a déposé un mini rover (Yutu « Lapin de Jade » n°1) sur la Lune en 2013. La mission Chang’e 4, avec un atterrisseur et un autre petit rover (un autre « lapin de Jade », le n°2), s’est posé sur la face cachée de la Lune le 3 janvier 2019 ; La mission Chang’e 5 a effectué une mission de retour d’échantillons de la face visible de la Lune. Elle s’y est posée le 1er décembre 2020 et en est repartie deux jours après. La capsule portant les échantillons les a livrés sur Terre, comme prévu le 16 décembre, là où c’était prévu (en Mongolie Intérieure). Aucun échec donc et une progression impeccable.

*au passage, il faut noter que Chang’e est le nom de la déesse de la Lune (comme notre Artemis). Yutu est son animal de compagnie (« pet » en Anglais). Les Chinois se réfèrent à une autre tradition que la nôtre. Ce qui est bien normal mais a aussi du sens. L’aventure lunaire et la compétition ne sont pas que scientifiques, elles sont aussi civilisationnelles.

La mission Chang’e 6 est techniquement une réplique de Chang’e 5. Elle doit partir le mois prochain (en mai 2024) pour effectuer un autre prélèvement d’échantillons mais cette fois-ci ce sera sur la face cachée de notre astre des nuits (commun !). Il n’y a aucune raison que cette mission ne soit pas réussie comme la précédente, même si se poser sur la face cachée est plus difficile que se poser sur la face visible puisqu’il n’y a pas de visibilité directe. Mais Chang’e 4 a montré que le relais par satellite « jouant les intermédiaires » (en l’occurrence le satellite « Queqiao » placé pour cet objet en « orbite-halo »* au point de Lagrange L2 du système Terre Lune – c’est à dire à l’opposé de la Terre derrière la Lune), a parfaitement fonctionné. Le système de satellite relais est indispensable pour contrôler les mouvements d’une sonde dans l’espace et au sol derrière un astre dont la face visible occulte toute transmission. Sur ce plan on est à un degré de complexité supérieur aux missions sur la face visible mais inférieur à une mission martienne (ou sur un astéroïde) puisqu’il n’y a pas de décalage de temps**. Un nouveau satellite relais, Queqiao-2, est déjà en place et attend Chang’e 6. Il a été lancé le 20 mars 2024. Cette fois-ci les Chinois vont expérimenter un autre positionnement, une orbite « gelée » autour de la Lune, allant d’un périapside de 200 km de la Lune à un apoapside de 16.000 km et une inclinaison de 62°. Cela devrait lui donner une visibilité suffisante (sauf passage rapide au périapside) et surtout un moindre délai que L2 pour les communications entre le satellite et le sol lunaire.

La prochaine étape doit être l’établissement d’une base robotique puis habitée au Pôle Sud de notre satellite…sur le même site que celui visé par les Américains. Ce sera Chang’e 7 puis Chang’e 8. Pour ces missions, les Chinois devraient encore utiliser Queqiao-2.

*Les positions en orbite-halo ne sont pas sur le Point de Lagrange mais en orbite autour du point de Lagrange ce qui leur permet (dans le cas de L2 Terre/Lune) d’être visibles aussi bien de la Terre que de la face cachée de la Lune.

**Un jour on aura besoin de ce type de relais pour communiquer avec des instruments ou des hommes sur Mars pendant l’occultation de la planète par le Soleil, comme on en a aujourd’hui déjà pour communiquer avec les instruments au sol lorsqu’ils sont hors d’atteinte du fait de la rotation de la planète sur elle-même (en acceptant les quinze jours à trois semaines sans communication du fait de l’occultation par le Soleil).

Le lanceur de la mission Chang’e 6 sera une « Longue Marche » 5 ou « Chen Zhang 5 », « CZ-5 ». Une fusée un peu plus puissante que la future Ariane 6. « Notre » A64 pourra mettre 21,5 tonnes en orbite basse ; la CZ-5B peut y placer 25 tonnes. Depuis son premier lancement en 2016, elle a fait ses preuves. Elle utilise de « nouveaux » moteurs devenus « classiques », semi-cryogéniques, brûlant du kérosène dans de l’oxygène liquide. Ne pas utiliser d’hydrogène (comme il est prévu pour Ariane 6) est évidemment un avantage du fait (1) de la difficulté de la cryogénisation (le très grand froid a des effets sur la résistance des moteurs et de la plomberie du lanceur) et (2) du fait des fuites qui résultent de la masse atomique de l’hydrogène (la plus petite molécule qui existe). Un gros « bémol » est qu’aucun élément de la fusée n’est réutilisable. Mais les Chinois ne sont pas soumis à la concurrence internationale et ils se moquent de « nos » préoccupations écologistes dans ce domaine. Les lancements se font à partir de la base de Wenchang dans l’île de Hainan, le plus au Sud possible en territoire chinois. Wenchang est située à 19°37 N ce qui est un peu mieux que le Kennedy Space Center situé à 28°35 N et aussi que la Starbase de Boca-Chica de SpaceX qui est située à 25°59 N…mais moins bien que le Centre spatial Guyanais, de Kourou, situé à 5°09 N.

Le tableau est posé. Le prélèvement d’échantillon par Chang’e 6 se fera de la même façon qu’avec Chang’e 5. L’intérêt ou la justification de ce nouveau prélèvement, est que la face cachée de la Lune est très différente de la face visible. Cette dernière présente de très grandes surfaces plates, qu’on appelle des « mers » et qui sont en fait de grands épandages de laves fluides, très anciens. La face cachée au contraire ne présente à l’observation par satellites que très peu de mers (une seule en fait, « Mare Moscoviense ») et le reste est extraordinairement cratérisé. On ne sait pas expliquer la différence car parait-il, la face exposée à la Terre n’est pas protégée du fait de cette orientation, car la Terre est trop éloignée. Mais ceux qui le disent omettent de penser que lors de sa création, la Lune était beaucoup plus proche de la Terre (30.000 à 50.000 km au lieu des 380.000 actuels). Bien sûr, la Lune lors de sa formation (agrégation de débris après l’impact de Théia) était une boule de magma et elle ne s’est pas refroidie/durcie immédiatement. Mais peut-être, compte tenu d’une taille/masse relativement petite ce refroidissement (avec formation d’une croûte et donc la possibilité d’un volcanisme au travers elle) n’a pas pu prendre plus de quelques petits millions d’années. Même vers cinquante à cent millions d’années, les deux astres étaient encore beaucoup plus proches, la protection de la face visible de la Lune par la Terre beaucoup plus probable, les forces de marées extrêmement puissantes et la possibilité d’épandages géants de lave très « facile » au travers d’une croûte encore mince. Tandis que la face cachée restait totalement exposée aux impacts continus des astéroïdes (beaucoup plus nombreux et importants à cette époque du système solaires). La seule nuance qu’il faille mentionner c’est que la rotation de la Lune sur elle-même n’était peut-être pas totalement synchronisée avec celle de la Terre au tout début et que l’uniformisation n’a pu se faire immédiatement. Mais peut-être cette synchronisation était-elle déjà presque parfaite lors de la solidification de la croûte lunaire.

Une autre raison du choix du site d’atterrissage, qui doit avoir lieu à la périphérie du « Bassin Pôle-Sud-Aitken », par 46° de latitude Sud* (le cratère du même nom n’est qu’un des éléments de ce bassin), est aussi scientifique. Le Bassin d’Aitken est en effet l’un des sites lunaires les plus intéressants. Il s’agit d’un cratère très ancien (probablement entre 4,2 à 4,3 milliards d’années). Il est énorme. Avec 2500 km de diamètre, il est comparable avec le plus gros cratère d’impact visible sur Mars, celui d’Hellas Planitia (dans l’hémisphère Sud) et la masse de Mars est dix fois celle de la Lune. Il est aussi très profond (6 km sous l’altitude moyenne, ce qui est la plus basse altitude lunaire. Ses murs s’élèvent au Nord à +8km, ce qui est la plus haute altitude lunaire. La croûte à cet endroit est plus fine qu’ailleurs, entre 12 et 15 km au lieu de 50, en moyenne. Sur le plan de la composition chimique, on note une abondance particulière (détectée par satellite/orbiteur) en fer, titane et thorium. Cette richesse particulière est considérée comme une anomalie, qui provient soit du matériau de l’impacteur soit de la profondeur des couches de matériaux du manteau extraites par l’impact (ces couches étant d’autant plus riches en métaux sidérophiles qu’elles sont plus profondes). Etudier le Bassin Aitken c’est pouvoir étudier presque l’ensemble de l’histoire de la Lune depuis l’origine (du moins depuis la solidification de la croûte de l’astre), en tout cas sur une période beaucoup plus longue qu’en observant une des mers lunaires de la face visible. Et, qui sait, on pourra peut-être recueillir des indices qui montreront d’autres différences avec la face visible.

*A noter que Chang’e 4 s’était posée également dans le Bassin Aitken, à peu près à la même latitude (Cratère von Karman).

La futur base lunaire chinoise est déjà nommée. Ce sera l’« International Lunar Research Station » (« ILRS ») et elle sera conjointement dirigée avec les Russes (mais aujourd’hui ce sont les Chinois qui ont le savoir-faire). L’accord sur ce point entre les deux pays date de Mars 21 (donc avant la guerre). Depuis, d’autres pays du « Sud global » se sont joints aux fondateurs : l’Afrique du Sud, le Venezuela, le Belarus, le Pakistan, l’Azerbaïdjan, l’Egypte, l’UAE (Emirats Arabes Unis). On voit bien les intentions politiques.

Tout ceci ne doit pas rassurer les Américains ! La course à la Lune est une réalité.

Illustration de titre : Crédit image, NASA. Le bassin d’Aitken, la région en bleu, descend jusqu’au Pôle Sud. Il est très cratérisé, ce qui est une preuve de son ancienneté. Le bleu représente les altitudes les plus basses et la couleur rouille les altitudes les plus fortes. De la Terre, on en aperçoit la limite Sud (au Pôle), le bord du cratère, que l’on a nommé « Monts Leibnitz ».

Liens :

https://en.wikipedia.org/wiki/Chang%27e_5

https://en.wikipedia.org/wiki/Chang%27e_6

https://en.wikipedia.org/wiki/Chinese_Lunar_Exploration_Program

https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/upcoming.html

https://www.irap.omp.eu/en/2023/07/an-instrument-from-toulouse-will-analyze-a-gas-on-the-moons-surface-in-2024/#:~:text=DORN%20(Detection%20of%20Outgassing%20RadoN,Institut%20de%20recherche%20en%20astrophysique

#Chang_e_6 #LesChinoisEtLaLune 

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Réunion MSS :

J’organise une réunion de la Mars Society Switzerland à Neuchâtel le 10 avril à 17h00. Que ceux de mes lecteurs qui veulent y participer me contactent. Nous aurons une présentation des étudiants Master de l’EPFL qui ont travaillé cette année sur la faisabilité d’un dirigeable martien (sous ma supervision et celle de Claude Nicollier). Cette fois-ci la participation sera payante pour les non-membres, 40CHF, (et vaudra adhésion à la Mars Society Switzerland) car nous avons un projet coûteux (Congrès) en vue pour l’année prochaine.

14 réponses

  1. L’avancée des Chinois dans le domaine spatial est incontestable et leurs progrès remarquables. On ne peut que se réjouir de cette compétition avec les Etats-Unis qui est le meilleur aiguillon pour relancer l’exploration spatiale (bien endormie depuis la fin de la « course à la Lune » avec les Soviétiques dans les années 60).
    En ce qui concerne les lanceurs, il n’est pas juste d’affirmer que les Chinois ne s’intéressent pas à développer des fusées réutilisables, voir: https://www.space.com/china-catch-reusable-rockets-wires-video?utm_term=CE5C308F-2D90-4E25-9CF6-7E392E5F837D&lrh=926ab914f9dc8d7e5f7c79886c6d67ad5c99c6ac41a8a8c8a11dfc9bf56c811d&utm_campaign=58E4DE65-C57F-4CD3-9A5A-609994E2C5A9&utm_medium=email&utm_content=7B83F7C9-0662-4DBD-B1F0-FD2CB3C59724&utm_source=SmartBrief.
    Non seulement, la Chine devrait disposer de tels lanceurs dans un avenir proche (2025-2026), mais encore le système de « réception » du lanceur lors de son retour au sol imaginé par les Chinois (« filet » de câbles) me paraît nettement plus astucieux et moins hasardeux que la « pince » prévue par SpaceX, bien moins tolérante à un écart de positionnement toujours possible au retour sur la base.
    P.S.: « Artemis » n’est pas vraiment la déesse de la Lune grecque (elle est celle de la chasse et de la nature sauvage essentiellement) et n’est que marginalement associée à la Lune (croissant de Lune). La véritable déesse grecque de la pleine Lune est Séléné, fille des Titans Hypérion et Théia, soeur d’Hélios (le Soleil).

    1. Bien vu pour la réutilisation! Les Chinois y travaillent donc et on verra bientôt ce qu’ils sont capables de faire avec leurs filins (effectivement très astucieux). Le système sera-t-il aussi résistant que les pinces de SpaceX pour arrêter une masse aussi importante qu’une fusée comme un SuperHeavy? Par ailleurs, il ne faut pas oublier que la récupération inclut aussi plusieurs manœuvres complexes et un contrôle parfait de la rétropropulsion. Jusqu’à présent les seuls qui ont su/pu le faire sont les ingénieurs de SpaceX. Donc Les Chinois le veulent sans doute mais pour le moment c’est pour eux un projet, non une réalisation.
      .
      Artemis/Diane n’est certes pas spécifiquement la déesse de la Lune mais le croissant de Lune est son symbole et ce n’est pas rien. Elle est plus précisément la déesse des lieux sauvages (ce qui implique la virginité) et des « marges »…ce qui comprend bien la Lune. Dans la mythologie, symbolisée par le croissant de Lune (aussi bien que par la femme chasseresse), elle est associé à Séléné (pleine Lune) et Hécate (nouvelle Lune).
      Il y a chez elle un caractère dynamique, agressif, qu’il n’y a pas chez Séléné, plus sereine et plus passive. Ce caractère conquérant correspond bien au nom de la mission (lunaire) Artemis.

  2. Bonjour

    C est une chance pour nous Occidentaux que la chine nous fasse concurrence …Et helas c est egalement une chance pour nous que la Russie nous pose probleme… Nous allons devoir sortir de notre torpeur.Incroyable que nous soyions tombes si bas.

    1. En effet, un réveil européen devient vital et urgent dans tous les domaines, pas seulement (mais aussi!) le spatial, pour les habitants de notre continent, ou nous « sortirons de l’Histoire » (et par la petite porte encore!). Ce n’est plus le moment de dénigrer tel ou tel aspect de la construction européenne (évidemment imparfaite, mais où trouve-t-on tellement mieux dans le monde actuel?!), mais de renforcer et accélérer celle-ci, en s’efforçant bien sûr d’améliorer ce qui peut et doit l’être.

      1. Malheureusement la structure européenne, que ce soit l’UE ou l’ESA, n’a pas démontré dans le domaine spatial et plus particulièrement de l’ingénierie spatiale, qu’elle était particulièrement efficace pour susciter l’innovation et développer une activité rentable.
        Il semble que cela soit sur la voie du changement avec Joseph Aschbacher mais il est plus que temps. Pour Arianespace, c’est encore pire puisque l’Europe en l’attente d’Ariane 6, ne dispose plus de lanceur propre.
        Sans doute la direction impliquant un grand nombre d’états aux intérêts différents, explique-t-il en partie ce résultat.

  3. Pour ce qui est de l’Europe spatiale, il est bon de se rafraîchir les idées en lisant ici une interview du Bernois Daniel Neuenschwander, un ancien de l’Université de Fribourg, maintenant directeur (dès juillet 2023) de l’exploration humaine et robotique au sein de l’ESA, l’Agence spatiale européenne, un mandat qui va durer jusqu’en 2028. « L’orbite basse, la Lune et Mars font désormais partie de mon domaine d’actions. »
    https://www.unifr.ch/universitas/fr/editions/2024/allemagne/les-yeux-tournes-vers-le-ciel.html

  4. Votre question est un peu hors sujet…
    Toutes les particules élémentaires sont soit des bosons soit des fermions, suivant qu’elles suivent la statistique de Bose-Einstein ou celle de Fermi-Dirac. En cela leurs comportements sont totalement différents.
    Les bosons élémentaires, c-à-d. les particules élémentaires responsables, comme intermédiaires, des diverses interactions fondamentales (à ne pas confondre avec les bosons composites, tels les paires de Cooper ou He4) et donc qui ne sont pas des fermions, sont apparus durant l’ère électro-faible.
    Petit rappel des ères primitives du Big Bang :
    – l’ère de grande unification, avant 10^-32 seconde :
    https://fr.wikipedia.org/wiki/ère_de_grande_unification
    – suivie de l’ère électro-faible, entre 10^-32 et 10^-12 seconde :
    https://fr.wikipedia.org/wiki/ère_électrofaible
    – suivie de l’ère des quarks, entre 10^-12 et 10^-6 seconde :
    https://fr.wikipedia.org/wiki/ère_des_quarks
    – suivie de l’ère hadronique, entre 10^-6 et 1 seconde :
    https://fr.wikipedia.org/wiki/ère_hadronique
    – suivie de l’ère leptonique, entre 1 et 10 secondes :
    https://fr.wikipedia.org/wiki/ère_leptonique

  5. Quels sont les problèmes qui freinent notre créativité européenne dans le domaine spatial? Les restes des antagonismes anciens, souvenirs des interminables guerres intra-européennes. L’attrait pour l’Amérique synonyme d’enrichissement assez facile pour les individus. Et aussi l’illusion très fréquente que ce n’est pas important. Manque d’argent? C’est une question de faire les bons choix et de motivation. Seulement voilà, les minerais terriens se raréfient très rapidement et ceux qui n’auront pas accès à ceux de la lune risquent de devoir payer cher leur manque de clairvoyance. D’après ce que je sais de la formation de la lune, c’est essentiellement un morceau de la terre d’où l’espoir qu’on y retrouvera les mêmes minéraux. Alors comment accélérer l’apparition de nouvelles idées chez les ingénieurs? Comment gommer les freinages dus à des règles plus ou moins imparfaites en Europe, plus ou moins empreintes de la vieille méfiance? Un meilleur brainstorming est-il possible? Après tout aussi, l’émulation Chine-USA-Europe permet de diversifier les angles d’approche du problème tant que notre agressivité reste raisonnable.

  6. Merci de votre reponse;
    En fait les bosons etant les particules vectrices d interactions entre fermions , je me demandais si ces bosons pouvaient exister en l absence de fermions?

    1. On pourrait imaginer un univers vide de matière baryonique et seulement rempli de lumière, donc de photons, l’espèce la plus répandue de bosons. Au vu de la succession des ères donnée ci-dessus, il y a eu un « moment » où il n’y avait que des bosons…

      Du fait de l’expansion accélérée de l’Univers, la densité de la matière va aller diminuant. Elle est déjà extrêmement faible. La densité massique critique actuelle de l’Univers est l’équivalent d’environ 6 protons par m^3, mais il s’agit ici majoritairement (95%) de la densité de l’énergie sombre (68%, comptée en masse par l’équation E = m c^2 !) et celle de la matière noire de type encore inconnu (27%). La matière baryonique ordinaire ne fait donc que 5%.
      De fait, il y a en moyenne bien moins qu’un proton par m^3 (tout juste entre 0,2 et 0,3 !) sous forme principalement d’hydrogène et d’hélium et des autres atomes du Système périodique. En face de ces très faibles valeurs, le nombre de photons par m^3 avoisine le milliard puisque l’Univers « observable » contient environ un peu moins que 10^80 nucléons et un peu plus que 10^89 photons !

      1. Merci Christophe de Reyff

        Donc oui les bosons peuvent exister « seuls » en l absence de fermions:en effet je m interrogeais a ce sujet sachant que les bosons resultent de l interaction se produisant entre des fermions cela me posait probleme : en effet je suis tombe sur un article « parlant » de l existence possible d etoiles a bosons ce qui m a surpris car je me suis dit « pas de fermions donc pas d interactions donc pas de bosons »…

        1. Il s’agirait ici bien sûr de bosons non élémentaires, des bosons composites, comme je l’ai déjà indiqué ci-dessus : par exemple, des mésons (un quark et un antiquark, comme les pions, kaons, etc.), des paires de Cooper, ou des noyaux d’hélium-4, He4, ou des noyaux de C12, ou de O16 ou Si28.
          Ne pas oublier que fermion signifie particule avec un spin demi-entier (les leptons : électrons, positrons, neutrinos, antineutrinos, muons, antimuons, tau, antitau, et les quarks et antiquarks, et donc aussi les protons et neutrons, chacun formé de 3 quarks) ; et boson avec un spin entier (1 pour les photons, les gluons, les W+- et Z°) ou nul (boson de Higgs)

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À propos de ce blog

Pierre Brisson, président de la Mars Society Switzerland, membre du comité directeur de l’Association Planète Mars (France), économiste de formation (University of Virginia), ancien banquier d’entreprises de profession, planétologue depuis toujours

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