Pourquoi est-il si difficile d’atterrir sur la Lune ? | Science

L’atterrissage complexe du Japon sur la Lune hier, que l’agence spatiale japonaise a mis près de deux heures à expliquer, est le dernier exemple en date de la complexité du retour sur le satellite après l’atterrissage du navire. Lunaire 9 en 1966. La Lune manque d’air, les parachutes ne peuvent donc pas être utilisés. Uniquement des moteurs-fusées dont la poussée doit être ajustée pour atteindre le sol exactement à vitesse nulle ou presque. Ce n’est pas facile d’y atterrir. Des variantes radar ou laser doivent être utilisées pour mesurer l’altitude seconde par seconde et rationner le rare carburant (chaque kilo compte) afin qu’il ne s’épuise pas prématurément. Et atterrissez sans déplacement horizontal pour éviter de risquer un retournement. Tout cela en étant assuré que l’impact n’endommagera pas les instruments délicats à bord.

Les problèmes sont tels que la NASA a décidé de reporter d’un an les projets du programme Artemis, reportant ainsi le retour des humains sur la surface lunaire à 2026, au plus tôt. Mais ce sont les appareils sans équipage, les atterrisseurs de toutes sortes, qui ont échoué encore et encore jusqu’à aujourd’hui : au cours de la dernière décennie, aucune tentative privée n’a abouti et seules deux nations, la Chine et l’Inde, ont atteint leur objectif sans accident.

Qu’est-il arrivé aux dernières sondes ayant échoué ?

La Chandrayaan s’est écrasé à cause d’un bug dans le logiciel de contrôle de descente. Il Lune 25 Le Russe a été victime d’une panne de son système de freinage, qui est resté en mouvement plus de deux fois plus longtemps que prévu. Il Beresheet Israélien, en raison d’une réinitialisation intempestive de son calculateur central à une altitude si basse qu’il ne lui a pas donné la possibilité de récupérer et de redémarrer le moteur. les Japonais Hakuto-R Il fut confus lorsque son radar détecta la montée soudaine d’une paroi de cratère. Il se trouvait encore à 5 kilomètres au-dessus du sol, mais il a interprété ce changement soudain comme un atterrissage imminent et a coupé le moteur. Dans le Pèlerin, Une simple valve restée « ouverte » a injecté tellement de pression dans le réservoir de carburant qu’elle a provoqué une fissure et une perte correspondante de propulseur et un échec de la mission.

Seulement le troisième Chandrayaan Il a atteint son objectif en atterrissant dans la zone polaire sud de la Lune. Les ingénieurs indiens, réprimandés par leur mauvaise expérience précédente, avaient réécrit de nombreuses routines d’atterrissage, essayant de surmonter la malédiction de Murphy. Leur devise : « Tout ce qui peut aller mal ira mal ». Et sur cette base, ils ont réussi à devenir le quatrième pays à atteindre la Lune.

Ne se sont-ils pas écrasés il y a 50 ans ?

Pas exactement. Il a fallu à l’Union soviétique une douzaine de tentatives pour poser la première capsule sur la Lune. Et c’était un véhicule très simple qui a lui aussi atterri de manière assez abrupte, protégé par des airbags.

Les premières opérations américaines furent également une série d’échecs. La série de Ranger Il n’obtint de résultats qu’à la septième tentative (et il s’agissait de navires destinés à être détruits lors de l’impact avec le sol). Au contraire, la NASA a réussi pour la première fois à réaliser un atterrissage en douceur avec la sonde. Arpenteur 1. Mais deux des six appareils qui ont suivi sont tombés en panne.

L’exception est le programme lunaire chinois, qui a obtenu un nombre impressionnant de succès, toujours du premier coup. Ils ont atterri sur la Lune et sur Mars, y ont déposé des rovers et ont réussi à amener des échantillons de régolithe sur Terre dans une manœuvre très complexe qui rappelle les opérations Apollo, sauf qu’elle a été réalisée par des robots autonomes.

L’alunissage ne peut-il pas être dirigé depuis la Terre ?

L’alunissage est une opération qui ne peut être contrôlée depuis la Terre. Les signaux radio mettent un peu plus d’une seconde à nous parvenir depuis la Lune, et il en va de même pour les ordres qui peuvent être envoyés au navire. Ces trois secondes de retard représentent un temps de réaction trop long dans des opérations dont le succès est une affaire de dixièmes de seconde. En ce sens, les vaisseaux lunaires doivent être autonomes et prendre leurs propres décisions en fonction de la progression de la descente.

Pourquoi cela prenait-il des jours avant et maintenant des mois ?

Les missions Apollo y sont arrivées en trois jours. Mais maintenant, des fusées de puissance inférieure à celle des fusées colossales sont utilisées Saturne 5. Et pour en tirer le maximum de performances, on utilise des trajectoires à faible consommation d’énergie qui nécessitent moins de carburant. Le prix à payer est un temps de vol plus long.

Les Apollos ont suivi une route directe vers la Lune ; Les sondes actuelles décrivent des ellipses très allongées, dont l’apogée augmente petit à petit en fonction des allumages brefs de leur propulseur, généralement de faible puissance. Parfois, la trajectoire dépasse l’orbite de la Lune, s’étendant jusqu’à plus d’un million de kilomètres et jouant avec les interactions gravitationnelles de la Terre, de la Lune et du Soleil. Si les calculs ont été corrects, lorsqu’elle passe à nouveau à proximité de la Lune , Il le capturera sans dépenser beaucoup de carburant en freinage.

Qu’est-il arrivé au navire « SLIM » ?

Le bateau MINCE qui a atteint la Lune hier est un test technique. J’essayais de réaliser une descente de précision, c’est-à-dire avec une erreur de moins de cent mètres, dont on ne sait toujours pas si cela a fonctionné. Son système de navigation devait localiser l’emplacement exact en comparant les cratères vus par sa caméra avec ceux d’une carte stockée dans la mémoire de l’ordinateur. Les algorithmes basés sur l’intelligence artificielle devaient permettre à la fois l’identification de zones et les mouvements latéraux pour éviter les obstacles.

Le terrain choisi était compliqué : une pente de 15 degrés, qui ferait renverser même une sonde traditionnelle. MINCE Il y avait une sorte de train d’atterrissage à cinq pattes fixé sur son côté. Cela signifiait une descente verticale, mais il se laissait tomber sur le côté dès qu’il prenait contact avec le sol pour déployer ses instruments et notamment la paire de rovers qu’il transportait comme passagers.

Quels robots étaient à bord du MINCE?

Deux modèles différents sont à bord du navire. Un de deux kilos, avec des mouvements par sauts et capable de communiquer directement avec la Terre. La seconde est la taille et le poids d’une balle de tennis. Une fois au sol, il s’ouvre en deux moitiés qui font office de roues et déploie en même temps une paire de mini-caméras. Si petite en taille qu’il ne dispose même pas d’antenne de communication, les images de son mouvement seraient donc envoyées via l’autre robot, avec lequel il est connecté par Bluetooth.

Si ce robot ressemble à un transformateur C’est parce qu’il hérite de cette tradition japonaise. Il a été conçu et construit par une usine de jouets japonaise mandatée par l’agence spatiale. Un identique était à bord du malheureux Hakuto-R. Si cette fois l’alunissage s’était bien passé, le petit gadget avait de nombreux chiffres pour devenir le jouet à la mode.

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