Rejoindre la Lune

Apollo 11 a quitté la Terre le 16 juillet 1969 et son équipage a amerri huit jours plus tard, le 24 juillet.

Viser l’endroit où sera la Lune

La Lune se trouve en moyenne à 384 400 km et avance sur son orbite d’environ 1 km par seconde. Un vaisseau ne peut donc pas simplement pointer vers elle et partir. Il doit viser l’endroit où elle sera à son arrivée, environ trois jours plus tard. Les vols Apollo procédaient par étapes, et ces étapes décrivent encore la plupart des voyages vers la Lune.

La Saturn V plaçait d’abord le vaisseau et son troisième étage sur une orbite d’attente basse autour de la Terre, où l’équipage vérifiait tous les systèmes. Puis le troisième étage se rallumait pour atteindre presque la vitesse de libération. Le vaisseau poursuivait alors sa route sans propulsion sur une longue trajectoire que la gravité lunaire allait infléchir. Près de la Lune, il allumait son propre moteur pour ralentir et se placer en orbite lunaire. Ce schéma, appelé rendez-vous en orbite lunaire, a été le choix décisif du programme. Comme l’explique le cours sur la Lune, le vaisseau comportait trois parties : un module de commande où vivait l’équipage, un module de service contenant le moteur et les réserves, et un module lunaire séparé qui emmenait deux des trois astronautes à la surface avant de les ramener au module de commande resté en orbite.

Apollo 11

Apollo 11 a décollé le 16 juillet 1969 avec Neil Armstrong, Michael Collins et Edwin « Buzz » Aldrin. Le 20 juillet, Armstrong et Aldrin ont posé le module lunaire Eagle dans la mer de la Tranquillité, pendant que Collins restait en orbite dans le module de commande Columbia. Après leur sortie sur la Lune, la partie supérieure d’Eagle a décollé et s’est amarrée à Columbia. L’équipage a amerri dans le Pacifique le 24 juillet. Six missions Apollo ont aluni entre 1969 et 1972, et douze astronautes ont marché sur la Lune. Apollo 13 a dû faire demi-tour après une explosion en avril 1970 et est rentré sans encombre. La dernière mission à avoir aluni, Apollo 17, a été lancée le 7 décembre 1972.

Un demi-siècle plus tard, des humains sont repartis vers la Lune. Artemis II a décollé le 1er avril 2026 avec les astronautes de la NASA Reid Wiseman, Victor Glover et Christina Koch, ainsi que Jeremy Hansen, de l’Agence spatiale canadienne. La mission a contourné la Lune sans se poser et a dépassé le record d’éloignement de la Terre établi par Apollo 13, atteignant environ 406 771 km.

Le retour est l’étape la plus difficile à traverser vivant. Un vaisseau qui retombe depuis la distance de la Lune atteint le haut de l’atmosphère presque à la vitesse de libération : la conservation de l’énergie donne environ 11 km/s à 120 km d’altitude. L’air le freine ensuite. L’avant de la capsule est recouvert d’un bouclier thermique qui se carbonise et s’érode en emportant la chaleur. La capsule doit pénétrer dans l’air sous un angle très précis. Trop abrupt, et le freinage ainsi que l’échauffement sont trop violents ; trop faible, et elle risque de rebondir vers l’espace.

Danuri, la sonde coréenne

La Corée a atteint la Lune avec un robot. Danuri (KPLO), un orbiteur de 678 kg du KARI, a été lancé par une Falcon 9 de SpaceX le 5 août 2022, heure coréenne. Au lieu du trajet rapide de trois jours, il a suivi une trajectoire à faible énergie qui l’a emmené jusqu’à environ 1.55 million de km et a utilisé l’attraction du Soleil, de la Terre et de la Lune pour économiser du carburant. Après 5.94 millions de km, il a atteint la Lune le 17 décembre, effectué trois manœuvres de freinage les 17, 21 et 26 décembre, puis rejoint une orbite circulaire à 100 km de la surface, parcourue en environ deux heures à 1.62 km/s. Selon le gouvernement coréen, la Corée devenait ainsi le septième pays à explorer la Lune. La mission a depuis été prolongée jusqu’en 2027, avec des vols plus bas : d’abord à 60 km, puis sur une orbite ovale entre 60 et 200 km de la surface (KASA).