Les missions d'exploration lunaire, qu'elles soient automatisées ou habitées, présentent des défis significatifs pour les concepteurs cherchant à atteindre leurs objectifs. La récente perte de Peregrine Mission One et les difficultés rencontrées par SLIM en quelques heures souligne la complexité persistante de l'atterrissage lunaire, même 55 ans après Apollo 11.
Le 08 janvier 2024, Vulcan, la nouvelle fusée mise en service par United Launch Alliance, réussissait son vol inaugural. A son bord se trouvait la sonde Peregrine Mission One d'Astrobotic Technology. Pesant 1 283 kg, l'engin était destiné à se poser près des dômes de Gruithuisen, au nord-est de l'Océan des Tempêtes, le 24 février 2024.
Cependant, peu après son injection en orbite de transit vers la Lune, Peregrine Mission One a rencontré des difficultés pour orienter ses panneaux solaires vers le Soleil. Pour survivre, la sonde a dû puiser dans ses batteries. Bien que Astrobotic Technology ait réussi à résoudre ce problème, une fuite massive d'ergols a été détectée. Une vanne d'hélium qui est restée ouverte a trop pressurisé un des réservoirs de la sonde, qui a fini par exploser.
Cette anomalie a condamné Peregrine Mission One à une fin inévitable, sans possibilité d'atterrissage lunaire. Cependant, la sonde a pu s'éloigner à environ 380 000 km de la Terre, suivant une trajectoire de retour vers notre planète. En coordination avec la NASA, Astrobotic Technology a décidé de précipiter la sonde dans l'atmosphère terrestre pour éviter l'accumulation de débris en orbite lunaire.
Après 11 jours de vol, Peregrine Mission One s'est désintégrée au-dessus du Pacifique Sud le vendredi à 20 heures 59 UTC.
Peregrine Mission One est une initiative d'Astrobotic Technology, développée dans le cadre du programme Commercial Lunar Payload Services (CLPS) de la NASA.
Lancé par l'agence spatiale américaine en 2018, le CLPS vise à transporter des instruments scientifiques, des équipements et des engins spatiaux à la surface de la Lune en faisant appel au secteur privé pour assurer la livraison du matériel.
En 2019, la NASA a sélectionné trois opérateurs privés, dont Astrobotic Technology, et a alloué une enveloppe de 250 millions de dollars à chacun d'eux.
Astrobotic Technology a développé deux configurations d'atterrisseurs pour répondre aux besoins variés. Peregrine, le modèle plus petit, a une capacité de charge de 120 kg avec une durée de vie à la surface lunaire de 192 heures. Griffin, le modèle plus grand, peut transporter jusqu'à 625 kg.
Les services de la société ont un coût. Les frais pour envoyer une charge utile sur les véhicules varient de 300 000 dollars à 4,5 millions de dollars par kilogramme, en fonction de la destination orbitale lunaire, de la surface lunaire ou d'un rover.
Lors de son premier déploiement, Peregrine transportait 28 charges utiles distinctes, dont 14 fournies par la NASA. De plus, une « boîte à souvenirs » fournie par le transporteur DHL, partenaire du projet « Peregrine Lunar Lander », contenait 33 capsules d'objets provenant de la France, des États-Unis, du Royaume-Uni, du Canada, du Népal, d'Allemagne et de Belgique.
Alors que Peregrine Mission One vivait ses dernières heures, SLIM se préparait à se poser en douceur à la surface lunaire.
SLIM, acronyme de Moon Landing by the Smart Lander for Investigating Moon, est un atterrisseur élaboré par l'agence spatiale japonaise JAXA et construit par Mitsubishi Electric. Lancé en septembre 2023 depuis la base de Tanegashima, il partageait la coiffe de la fusée H-IIA avec l'observatoire astronomique XRISM.
Après son lancement, la sonde a été placée sur une orbite terrestre fortement elliptique. Au cours des semaines suivantes, son altitude a été augmentée, dépassant la trajectoire lunaire le 4 octobre 2023. Utilisant la force gravitationnelle de la Lune lors d'un survol à 5 000 kilomètres de distance, elle a ajusté son orbite pour revenir vers la Lune deux mois plus tard. Elle s'est ensuite insérée dans une orbite lunaire elliptique de 600 × 1 000 kilomètres.
Pendant près d'un mois, SLIM a orbite autour de la Lune en abaissant progressivement son altitude. Vendredi, la sonde a commencé sa descente finale vers la surface lunaire depuis une altitude d'environ 15 km. La télémétrie en temps réel a montré une trajectoire précise, avec des arrêts pour des observations en cours de route, assurant un atterrissage de haute précision.
Les phases finales de l'atterrissage se sont déroulées comme prévu, avec l'inclinaison de la sonde d'une position horizontale à une position verticale. À quelques mètres de la surface, SLIM a largué les micro-rovers LEV-1 et LEV-2.
La télémétrie a confirmé un atterrissage à 15 heures 20 UTC, environ 20 minutes après le début de la descente. Le Japon rejoint ainsi le cercle restreint des nations ayant réussi cet exploit, comprenant la Russie, les États-Unis, la Chine et l'Inde. Cependant, la confirmation du succès a été retardée, les responsables de l'agence spatiale japonaise ayant révélé lors d'une conférence de presse que les panneaux solaires ne génèrent pas d'électricité, et que la survie de l'atterrisseur dépend entièrement de ses batteries. Si celles-ci ne peuvent être rechargées rapidement, l'engin cessera d'émettre après quelques heures.
SLIM, en tant que démonstrateur, a été conçu pour prouver la possibilité d'atterrir sur la Lune à moins de 100 mètres du point visé. L'emplacement choisi pour cette expérience audacieuse était le cratère Shioli, un petit cratère de 270 mètres de diamètre situé dans le vaste cratère Cyrillus, au nord de Mare Nectaris.
Cet engin, mesurant environ 2,7 mètres de long, 1,7 mètre de large et 2,4 mètres de haut, pèse 730 kg, dont 530 kg d'ergols. En plus de la caméra multispectrale MBC (Multi-Band Camera), chargée d'analyser le spectre d'absorption des roches environnantes pour en déduire la composition, SLIM transportait deux démonstrateurs technologiques appelés Lunar Excursion Vehicle.
LEV-1, un engin sauteur de 2 kg équipé d'une caméra héritée des robots Minerva, devait réaliser une démonstration d'ingénierie en établissant une communication directe indépendante avec la Terre.
LEV-2, également connu sous le nom de SORA-Q, est un engin surprenant. Il s'agit d'une sphère transformable de 80 mm et de 250 g, éjectée de LEV-1. Pour se déplacer, le robot se divise en deux demi-sphères qui agissent comme des roues pour effectuer des déplacements. LEV-2 a été développé par le fabricant de jouets Takara Tomy en collaboration avec l'agence spatiale japonaise JAXA, Mitsubishi Electric, Sony et l'Université Doshisha.
Lunar Excursion Vehicle 2 - Crédit Takara Tomy
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