Chang'e 5

Données générales
Organisation Drapeau de la République populaire de Chine CNSA (Chine)
Programme Chang'e
Domaine Étude de la Lune
Type de mission mission de retour d'échantillon
Statut en développement
Lancement 2019
Lanceur Longue Marche 5
Caractéristiques techniques
Masse au lancement 8 200 kg

Chang'e 5 (du chinois : 嫦娥五号 ; pinyin : cháng'é wǔ hào, de Chang'e, déesse de la Lune dans la mythologie chinoise) est une mission de retour d'échantillon du sol lunaire chinoise dont la date de lancement est planifiée en 2019. Il s'agit du premier engin de la troisième phase du programme chinois d'exploration lunaire Chang'e après les orbiteurs Chang'e 1 et 2 (1re phase) et les rovers Chang'e 3 et 4 (2e phase).

Déroulement de la mission (prévisionnel)

Chang'e 5, qui est en cours de développement, comprend un orbiteur, un atterrisseur lunaire, un étage de remontée et une capsule chargée de ramener l'échantillon sur Terre. L'orbiteur doit se placer sur orbite de 200 km autour de la Lune avant de larguer l'ensemble atterrisseur/étage de remontée. L'atterrisseur a des caractéristiques proches de celui utilisé pour déposer le rover de Chang'e 3 sur le sol lunaire. L'atterrissage se fait en deux temps : il commence par abaisser le périgée à 15 km avant d'entamer la descente vers la surface de la Lune. Celle-ci, qui dure 700 secondes, comprend d'abord une phase de décélération durant laquelle l'altitude passe de 15 à 2 km puis une descente verticale. La vitesse verticale est annulée lorsque l'atterrisseur atteint une altitude de 100 mètres. Il se maintient alors à cette altitude pour déterminer la présence éventuelle d'obstacles sur le sol puis il descend en maintenant sa vitesse constante jusqu'à une altitude 4 mètres. Il coupe alors sa propulsion et tombe en chute libre. L’atterrissage a lieu au début de la journée lunaire (d'une durée de 14 jours terrestres) et le recueil des échantillons lunaires a sans doute lieu au cours de celle-ci pour éviter une défaillance découlant de l'abaissement de la température accompagnant la nuit lunaire. Une fois sur le sol des échantillons de sol lunaire sont prélevés. L'étage de remontée ramène les échantillons en décollant puis en se plaçant sur une orbite de 15 x 180 km. Contrairement aux missions soviétiques de retour d'échantillon lunaire du programme Luna, l'étage de remontée lunaire ne revient pas directement sur Terre mais réalise un rendez-vous automatique avec l'orbiteur. L'échantillon est alors transféré dans la capsule de retour d'échantillon qui est placée sur une trajectoire de retour par l'orbiteur qui utilise à cet effet sa propulsion. Le module de service large la capsule de retour 5000 km de la Terre. L'intérêt de cette méthode est qu'elle permet de récupérer un échantillon du sol depuis n'importe quelle région de la Lune y compris ses pôles. La sonde spatiale résultante a toutefois une masse qui nécessite un lanceur très puissant dont la Chine n'a disposer qu'à compter de la mise en service de la fusée Longue Marche 5. La sonde devrait permettre le retour de plusieurs kilogrammes de sol lunaire alors que les engins soviétiques n'avaient pu ramener qu'une centaine de grammes[1],[2].

Avancement

Le véhicule de rentrée qui doit ramener l'échantillon de sol lunaire a été testé en 2014 dans le cadre de la mission Chang'e 5 T1[3]. A la suite de la défaillance du lanceur lourd Longue Marche 5 intervenu durant l'été 2017, le lancement de la mission prévu cette année là est repoussé début 2019 car seul ce lanceur est capable d'envoyer une telle masse vers la Lune. Chang'e 5 devrait donc être précédé par Chang'e 4 qui doit débarquer un rover sur la face cachée de la Lune. Une deuxième mission de retour d'échantillon, baptisée Chang'e 6 vers 2020[4].

Caractéristiques techniques

Chang'e 5, dont la masse au lancement est d'environ 8,2 tonnes, comprend un orbiteur, un atterrisseur lunaire, un étage de remontée et une capsule chargée de ramener l'échantillon sur Terre[2] :

  • Le module de service est équipé avec des panneaux solaires, un système de télécommunications qui permet de recevoir les commandes émises par le centre de contrôle sur Terre et de transmettre des télémesures. Sa conception repose sans doute sur celle du module de service de Chang'e 3. Dans cette hypothèse il reprendrait la propulsion à ergols liquides de ce dernier avec un moteur dont la poussée serait de 7,5 kilonewton]s avec une modulation possible. Ce moteur sera utilisé pour les corrections de trajectoire, l'injection en orbite lunaire et l'injection sur la trajectoire de retour vers la Terre en fin de mission.
  • La capsule de retour d'échantillon ressemble à une version miniaturisée du vaisseau spatial habité Shenzhou. Il comprend un bouclier thermique qui lui permet de résister à la chaleur générée au retour par la rentrée dans l'atmosphère terrestre à une vitesse de 11 km/s. Cette capsule dispose de deux jeux de parachute (parachute principal et parachute pilote) ainsi que d'une propulsion permettant de modifier son orientation durant cette rentrée.
  • L'atterrisseur lunaire à une structure identique à l'atterrisseur de Chang'e 3 qui s'est posé sur la Lune en 2013. Contrairement à ce dernier il emporte un étage de remontée. Sa masse à sec est de 1 tonne et avec les ergols il pèse 3,8 tonnes.
  • L'étage de remontée est fixé sur le pont supérieur de l'atterrisseur. Il dispose d'un bras télécommandé à 4 degrés de liberté qui doit lui permettre de prélever le régolithe lunaire et de petits roches. L'extrémité du bras comprend une pelle et un système de conditionnement permettant de stocker plusieurs échantillons du sol lunaire sans que ceux-ci entrent en contact les uns avec les autres. L'extrémité de ce bras se détache pour être transféré dans le véhicule de retour. L'atterrisseur comprend également une foreuse qui lui permet de prélever une carotte du sol lunaire jusqu'à une profondeur de 2 mètres. Celle-ci est ensuite stockée dans tube en kevlar qui est transféré dans le véhicule de remontée. Ce dernier utilise un système propulsif comprenant un moteur principal qui doit le ramener en orbite. L'amarrage avec l'orbiteur utilise un système comprenant 3 griffes écartées de 120 degrés.

Site d'atterrissage

Il est prévu que l'atterrisseur se pose dans la partie nord-ouest de l’océan des Tempêtes, dans une zone majoritairement plate située au nord-est de la région du Mons Rümker caractérisée par des roches volcaniques relativement jeunes. L'objectif scientifique est de déterminer à quand remonte l'activité volcanique sur la Lune[4].

Notes et références

  1. (en) Dwayne A. Day, « Red tortoise, blue turtle », sur thespacereview.com,
  2. a et b (en) Patric Blau, « Chang’e 5 Spacecraft Overview », sur spaceflight101.com (consulté le 26 septembre 2017)
  3. (en) Emily Lakdawalla, « Chang'e 3 update: Both rover and lander still alive at the end of their eighth lunar day »,
  4. a et b (en) Phil Stooke, « How did China decide where to land its upcoming Moon missions? »,

Voir aussi

Articles connexes

Lien externe