27 septembre 2003 – Une fusée Ariane européenne lancée dans l’espace

Une sonde européenne en orbite autour de la Lune Après des années de recherche, l’Union européenne a lancé un satellite de recherche avec la fusée Arian 5 vers la lune. Le satellite de 400 kilogrammes de Guyane, situé aux confins de l’Amérique latine, s’est rendu sur la Lune pour se poser sur la Lune et mener des recherches scientifiques. Le satellite scientifique de l’UE est appelé « Smart ».Le 27 septembre 2003, une Ariane-5 quittait sans encombre le Centre spatial guyanais de Kourou. À son bord, deux satellites de communication géostationnaires, mais aussi une petite sonde européenne baptisée Smart-1. Son objectif : la Lune. Mais Smart-1 ne se posera pas sur notre satellite. Après un périple de treize mois, l’engin vient de se placer en orbite autour de la Lune afin de réaliser des mesures scientifiques durant près d’un an.  Mission capitale pour l’Agence Spatiale Européenne (ESA), « Smart-1 est la première d’une série de petites missions de recherche sur des techniques de pointe* », explique David Southwood, directeur des programmes scientifiques de l’ESA.  Avant d’être scientifique, l’objectif de la sonde est donc essentiellement technologique. « Elle doit permettre de tester plusieurs techniques et instruments nouveaux indispensables aux futures missions interplanétaires » Smart-1 embarque en effet un système de propulsion révolutionnaire ainsi qu’une batterie d’instruments miniaturisés. *SMART = Small Missions for Advanced Research in Technology

Une mission légère et à faible coût  Mission : Tester la propulsion ionique et quelques autres dispositifs technologiques. Réaliser des mesures scientifiques et des observations de la Lune.Dimensions   1 m3 (une taille relativement réduite pour ce type de sonde) 370 kg (au décollage) Envergure des panneaux solaires : 14 m (pour puissance de 1,9 kW)Charge scientifique : 19 kg

Lancement : Le 27 septembre 2003, depuis Kourou (en Guyane), à bord d’une Ariane-5-G chargée de mettre en orbite deux satellites commerciaux.

Orbite : Mise en orbite lunaire après 16 mois (environ) de trajet. Altitude variant de 300 à 10 000 km.Durée totale de la mission : 2 ans – 2 ans et demi.

Mise en œuvre du projet : Agence spatiale suédoise (Swedish Space Corporation)

Coût : Environ 100 millions d’euros (la moitié d’une mission scientifique habituelle)

Un moteur révolutionnaireLa principale originalité de Smart-1 tient dans son mode de propulsion. Pour se mouvoir, la petite sonde a recours à un moteur ionique (également appelé moteur plasma), une technologie que seule la sonde américaine Deep Space 1 avait jusqu’alors expérimentée. Évaluer les performances de ce mode de propulsion constitue l’une des principales missions de Smart-1.Avantage de cette technologie, elle est économique : à puissances égales, un moteur ionique consomme dix fois moins de combustible qu’un moteur-fusée classique à base d’ergols. Un peu de xénon, d’électricité (fournie dans le cas de Smart-1 par les panneaux solaires), et le tour est joué. La poussée est en revanche plus réduite. Mais elle peut être délivrée durant des années tandis que les moteurs fusés, plus puissants, consomment leurs ergols en quelques minutes seulement.  En permettant d’allonger considérablement la durée des vols interplanétaires, les moteurs ioniques ouvrent ainsi la voie à l’exploration de l’espace lointain. Bepi-Colombo (la prochaine sonde européenne à destination de Mercure programmée en 2009), et Solar Orbiter (qui s’approchera au plus près du soleil) auront recours à cette technologie.  Conséquence : un parcours atypique Au début des années 70, il ne fallait que quatre jours aux astronautes du programme Apollo pour rejoindre notre satellite. Mais en raison de la faible poussée délivrée par le moteur ionique, Smart-1 ne peut parcourir d’un seul trait les 380 000 km qui séparent la Terre de la Lune. Treize mois lui ont été nécessaires pour arriver à destination…Au lieu d’être envoyée directement vers la Lune, la sonde est lancée sur une orbite elliptique autour de la Terre. Cette orbite évolue sur une spirale de plus en plus ample qui rapproche progressivement la sonde de sa cible.

À environ 200 000 km de la Terre, Smart-1 est finalement capturée par le champ gravitationnel de la LuneUn territoire scientifique à (ré) découvrir Si la mission Smart-1 se veut avant tout technologique, elle offre également l’opportunité de réaliser toute une série de travaux scientifiques.

Car malgré l’alunissage de six modules américains Apollo (avec équipage) et de six capsules automatiques Luna, lancées par les Soviétiques, la Lune garde encore bien des mystères : « Si les scientifiques disposent d’informations ponctuelles sur la Lune, il leur manque une vision globale », fait remarquer David Southwood.   La sonde embarque ainsi 19 kg de matériel scientifique, des spectromètres et une caméra que les ingénieurs ont dû miniaturiser à l’extrême. À partir de janvier 2005, Smart-1 doit ainsi réaliser une carte topographique de la Lune ainsi qu’une analyse minéralogique de sa surface.  Les planétologues veulent comprendre notamment comment le système Terre-Lune s’est formé, comment il a évolué. Ils veulent également cerner le rôle joué par certains phénomènes géophysiques (volcanique, tectonique, formation des cratères ou érosion) dans le modelage de la Lune. En particulier, la face cachée de la Lune et les régions polaires restent largement inexplorées.Le 27 septembre 2003, SMART-1 quitte la Terre pour un long voyage vers la Lune.

Il a été lancé depuis le port spatial européen de Kourou, en Guyane française, à 20h14 heure locale (23h14 GMT).Le SMART-1 de l’ESA était l’une des trois charges utiles du vol Ariane 162. Quarante-deux minutes après le lancement, SMART-1, le dernier des trois satellites, a été lancé avec succès. Tandis que les deux autres satellites manœuvraient vers des orbites géostationnaires, SMART-1, avec son entraînement ionique révolutionnaire, a commencé son voyage beaucoup plus long vers la Lune.Ariane 5 : l’histoire des 100 lancements…

Ariane 5 a succédé à Ariane 4 en tant que symbole de la compétitivité internationale de l’Europe dans l’espace, mais le nouveau lanceur n’est pas directement dérivé du véhicule précédent – il a été développé à partir de zéro. Ses origines remontent à la fin des années 1980, lorsque l’ESA a commencé à jeter les bases d’un nouveau plan à long terme pour l’Agence. Lors de sa conférence ministérielle de 1985, l’ESA a décidé de développer un « futur lanceur européen » pour remplacer Ariane 4 et participer à la station spatiale proposée à la collaboration internationale par la NASA. Au même moment, l’agence spatiale française CNES étudiait un avion spatial habité (Hermès), qu’elle comptait proposer à l’ESA pour « l’européanisation » et qui aurait également besoin d’un lanceur.Une version d’un nouveau concept de lanceur étudié par le CNES, l’approche dite «Ariane 5», serait capable de soulever environ 5 tonnes sur une orbite de transfert, serait en partie récupérable mais non anthropisée. Il serait repensé pour tenir compte du fait qu’il faudrait lancer Hermès. Avec un concept de satellite relais de données, Hermès, Ariane 5 et le module laboratoire Columbus sont désormais au cœur du futur programme de l’ESA. Hermes symbolisait le souhait européen d’une présence humaine autonome dans l’espace, Columbus représentait le souhait de s’appuyer sur l’expérience de Spacelab et de coopérer avec les États-Unis, et Ariane 5 visait à conserver l’avantage concurrentiel dans le domaine des lanceurs consommables (et à remplir la fonction supplémentaire de porter Hermès en orbite).Le programme Ariane 5 est approuvé lors de la conférence ministérielle de 1987 et débutera le 1er janvier 1988, parallèlement aux préparatifs de la construction d’un nouveau site de lancement dédié à Ariane 5 à Kourou en Guyane française.

Les plans de mission d’Ariane 5 à partir de 1995 comprenaient trois types d’orbites : orbite terrestre basse, géostationnaire et héliosynchrone (des missions Hermès étaient également prévues pour des orbites héliosynchrones, ainsi que des orbites terrestres basses). Le nouveau véhicule devait également être capable d’effectuer des lancements doubles et, exceptionnellement, des lancements triples, et pouvoir accueillir des charges utiles subsidiaires sans ou presque sans surcoût (par exemple, des satellites radioamateurs ou de petits satellites scientifiques). Malheureusement le premier vol d’essai d’Ariane 5 (501) le 4 juin 1996 n’est pas un succès (la fusée s’autodétruit 37 secondes après son lancement à cause d’un dysfonctionnement du logiciel de contrôle). Un deuxième vol d’essai (502), le 30 octobre 1997, fut également un échec partiel. Sans se laisser décourager par ces événements, les scientifiques et ingénieurs européens ont résolu les problèmes qui avaient causé ces problèmes et le troisième vol d’essai (503), le 21 octobre 1998, a été un succès.Ce dernier vol d’essai a ouvert la voie au premier lancement commercial (L504) le 10 décembre 1999, emportant l’observatoire à rayons X XMM-Newton de l’ESA. Les lancements suivants ont constitué un palmarès impressionnant et Ariane 5 est aujourd’hui reconnue comme l’un des lanceurs les plus fiables au monde. Parmi les jalons notables d’Ariane 5, citons : le lancement d’Envisat le 1er mars 2002, qui a atteint avec succès une orbite à 800 km au-dessus de la Terre et était la charge utile la plus lourde à ce jour (8111 kg) jusqu’au lancement du premier véhicule de transfert automatisé, ATV Jules Verne, sur un Ariane 5 ES-ATV le 9 mars 2008 (19 360 kg). Le lancement de l’ATV Jules Verne était également la première mission opérationnelle d’Ariane impliquant un redémarrage du moteur dans l’étage supérieur. La variante Ariane 5 ES a lancé quatre autres ATV vers la Station spatiale internationale, concluant le programme en 2014).Le dernier lancement d’Ariane 5G, le 27 septembre 2003, a envoyé la première sonde européenne sur la Lune, SMART-1 sur le vol V162. Le premier vol d’Ariane 5G+, V158, transportait une autre mission dans l’espace lointain, le chasseur de comètes Rosetta de l’ESA, qui a décollé le 2 mars 2004.Le premier lancement réussi d’Ariane 5 ECA a eu lieu le 12 février 2005, déclenchant une série de records de levage pour les charges utiles commerciales. Le 27 mai 2006, une fusée Ariane 5 ECA a établi le record de charge utile commerciale de 8200 kg. A partir de 2007, au cours des dix années suivantes, les records commerciaux de charge utile n’ont cessé de croître, jusqu’au 1er juin 2017, date à laquelle le vol V237 d’Ariane 5 ECA a de nouveau battu le record de charge utile à 10 865 kg. Depuis près de 20 ans, Ariane 5 est la pierre angulaire de l’accès indépendant de l’Europe à l’espace et est presque prête à passer le relais à Ariane 6. Les activités se poursuivent pour préparer Ariane 6 à son premier vol en 2020.

Hypothèses sur l’origine de la Lune

Plusieurs théories se sont succédé pour expliquer la formation de la Lune.

1. Formation par fission de la Terre

Selon cette théorie, la Lune s’est scindée de la Terre au début de sa formation, il y a 4,55 milliards d’années.

2. Formation en orbite terrestre

La Terre et la Lune se seraient formées indépendamment mais à partir du même nuage de matière.

3. Formation loin de la Terre

La Terre aurait capturé dans son champ gravitationnel un corps céleste étranger.

4. Impact planétaire

Formulée en 1975, c’est la théorie qui recueille aujourd’hui le plus de suffrages. Il y a environ 4,55 milliards d’années, la Terre, en cours de formation, aurait été heurtée par un corps de la taille de Mars. L’impact aurait projeté dans l’espace des bribes du manteau rocheux de la Terre. Ces débris se seraient dispersés en un anneau autour de notre planète. La Lune se serait ensuite formée par un processus d’agglomération progressif de tous ces fragments rocheux.

Première mission européenne sur la LuneEn 2003, la première mission européenne vers la Lune est lancée à bord d’une fusée Ariane-5. La sonde d’exploration SMART-1, ainsi que deux satellites commerciaux, ont décollé du centre de lancement de l’Agence spatiale européenne à Kourou, en Guyane française. SMART-1 mettra 15 mois pour atteindre l’orbite lunaire, couvrant 62 millions de miles avec seulement 13 gallons de carburant. La sonde de 170 livres balayera la Lune pendant 30 mois pour tenter de répondre à des questions alléchantes sur la composition chimique de la Lune et si elle contient de l’eau. Il est propulsé par un nouveau « ion drive » révolutionnaire, un moteur solaire qui pourrait un jour être utilisé pour les vols spatiaux longs distance. Avec un coût de 70 millions de livres sterling, SMART-1 est à un prix relativement bas pour une mission spatiale.

https://www.cite-sciences.fr/archives/science-actualites/home/webhost.cite-sciences.fr/fr/science-actualites/actualite-as/wl/1248100243964/smart-1-une-sonde-europeenne-en-orbite-autour-de-la-lune/index.html

https://www.tvanouvelles.ca/2003/09/27/arianne-lance-la-premiere-sonde-lunaire-europeenne

https://www.esa.int/About_Us/ESA_history/Ariane_5_the_story_behind_the_100_launches

https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/27_September

https://todayinsci.com/9/9_27.htm#event