« Lever de Terre » vu depuis par la Lune par la sonde japonaise Selene, en avril 2008. © Jaxa, NHK

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L'Esa veut explorer la Lune avec la Russie

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Le programme d'exploration lunaire de l'Agence spatiale européenne, discret, existe bel et bien. L'Esa devrait coopérer à trois missions lunaires russes, et son rôle est tout sauf anecdotique, comme nous l'explique Bérengère Houdou, du Bureau de l'exploration lunaire de l'Esa.

Aujourd'hui, l'Agence spatiale européenne ne cache pas ses ambitions lunaires et, notamment, son étonnante vision d'un village sur la Lune. Pour l'instant, l'idée reste vague et n'est pas prendre au pied de la lettre. « L'expression "village lunaire" ne signifie pas que l'on va construire sur la Lune des maisons, des écoles et une mairie », nous expliquait récemment Franco Bonacina, le porte-parole du directeur général de l'Esa. Il est moins question de construire une ville que de permettre à chaque partenaire d'y apporter sa touche avec différents systèmes et des missions variées, et peut-être en plusieurs endroits. En attendant que se matérialise ce village, l'Esa « coopère avec la Russie sur trois missions dans le cadre d'un partenariat avec Roscosmos, son agence spatiale », nous explique Bérengère Houdou, du Bureau de l'exploration lunaire de l'Esa.

Cet intérêt pour la Lune n'est pas nouveau. Jusqu'en 2012, l'Agence spatiale européenne travaillait sur les technologies d'un atterrisseur lunaire robotique, en vue d'une mission européenne qui devait préparer de nouveaux vols habités vers la Lune dans un avenir alors proche. L'idée de l'époque était de permettre à l'Europe d'apprendre à se poser sur la surface de notre satellite mais aussi sur d'autres corps du Système solaire« comme ce fut le cas avec la mission Huygens, qui atterrit avec succès sur Titan en janvier 2005, et le sera avec l'atterrisseur Schiaparelli de la mission ExoMars 2016 qui doit se poser sur la Planète rouge en octobre ». Si on remonte plus loin dans l'histoire de l'Esa, on citera le programme Euromoon 2000. Il prévoyait, pour l'année 2000, de poser un atterrisseur et d'installer en orbite un petit satellite pour cartographier précisément une région du pôle sud en vue d'y poser ultérieurement un module lunaire, préfigurant l'implantation d'un poste avancé pour l'exploration humaine. À l'époque, en 1996, ce programme avait repris à son compte le concept de la mission Elspex-2000 (European Lunar South Pole Expedition), que l'Esa avait alors abandonnée et qui prévoyait un atterrissage sur la Lune à l'été 2001.

Le projet de l'Esa d'un atterrisseur lunaire a été abandonné en 2012 mais le travail réalisé n'a pas été perdu. Il a par exemple été utilisé pour ExoMars et, aujourd'hui, l'Esa l'utilise pour la mise au point du système d'alunissage Pilot. © Esa

La Lune en point de mire

Malgré l'abandon de ces projets, les idées sont restées. Depuis l'arrivée en juillet 2015 de Johann-Dietrich Wörner, le nouveau directeur de l'Esa, l'attrait de la Lune est plus fort que jamais au sein de l'agence, et l'idée d'un important programme d'exploration lunaire qui précéderait une exploration à grande échelle de Mars prend forme. Cela se matérialise par une « participation significative au programme lunaire robotique de la Russie et des études de prospectives qui passent en revue de futurs scénarios d'exploration habitée qui pourraient succéder à la Station spatiale ». Cette participation au programme russe se fait notamment par la « fourniture du très sophistiqué système d’alunissage Pilot pour la mission russe Luna-Resource Lander (Luna-27), dont le lancement est prévu en 2021, ainsi que d'un laboratoire d'analyses d'échantillons in situ Prospect et d'une foreuse ».

Pilot (Precise and Intelligent Landing using Onboard Technologies), c'est son nom, « sera capable d'une très grande autonomie d'analyse et de décision, jamais vue auparavant ». Ce système est conçu pour un atterrissage de précision avec détection d'obstacles de façon à rendre accessibles des sites difficiles d'accès, comme le pôle sud. Avec cette mission, Russes et Européens « souhaitent atterrir dans des régions jamais explorées afin d'y dresser un inventaire des ressources naturelles qui, par la suite, pourraient être utilisées pour des missions habitées ». Pilot utilisera des technologies innovantes qui permettront des analyses de terrain en temps réel. Il sera capable de créer lui-même ses propres cartes d'élévations et de les utiliser durant les dernières minutes de la phase d'atterrissage de Luna-27. Ainsi, « de façon autonome et sans intervention des contrôleurs au sol », il déterminera son propre terrain d'atterrissage, compatible avec l'atterrisseur en tenant compte de nombreux paramètres. Par exemple, jusqu'à quelques centaines de mètres d'hauteur, il sera capable de détecter des pentes trop prononcées et des obstacles trop grands, permettant à Luna-27 de « reprogrammer au dernier moment sa trajectoire finale ». À l'avenir, si l'expérience lunaire de Pilot se révèle concluante, il pourrait être adapté aux besoins d'autres missions, comme un atterrissage sur Cérès, le projet Nautilus.

L'Europe s'est déjà apparochée de la Lune. En novembre 2003, l'Esa a lancé la sonde Smart-1 qui s'est mise en orbite autour de notre satellite en novembre 2004 et y est restée jusqu'à la fin de sa mission, en septembre 2006. Elle emportait des instruments scientifiques mais l'objectif principal de la mission était de valider plusieurs technologies, comme un moteur ionique, un système de navigation automatique et un autre de communication par laser. © Esa

Rapporter sur Terre des échantillons lunaires

Le site d'atterrissage de Luna-27 n'a pas encore été choisi mais on sait qu'il présentera des caractéristiques d'illumination très particulières et se situera au pôle sud. Avec une lumière du Soleil rasante, combinée à la topographie de la région parsemée de cratère d'impacts, le pôle sud abrite de nombreuses « zones illuminées, pour certaines, pendant une grande partie de la journée ou, pour d'autres, plongées en permanence dans l'ombre ».

Quant au laboratoire Prospect (Platform for Resource Observation and in-Situ Prospecting for Exploration, Commercial exploitation and Transportation), il s'agit d'un système constitué d'une « foreuse conçue pour extraire des échantillons du sol lunaire jusqu'à une profondeur de deux mètres, possiblement à une température de -170 °C, et d'instruments scientifiques pour effectuer leur analyse ». Cette foreuse sera dérivée de celle du rover ExoMars 2020 qui l'utilisera pour prélever des échantillons du sol martien. Dans une étape suivante, les données de Prospect aideront à évaluer la « faisabilité de l'utilisation des ressources locales et, pourquoi pas, de leur exploitation commerciale qui pourrait intéresser le secteur privé ».

Avant Luna-27, la Russie prévoit le lancement en 2019 de Luna-Glob (Luna-25). « Il s'agit également d'un atterrisseur mais de démonstration, qui doit montrer que la Russie est capable d'alunir en toute sécurité ». La contribution de l'Esa à cette mission est modeste. « Elle testera la caméra de navigation que le système Pilot utilisera ensuite pour poser en douceur Luna-27. » Cette caméra, qui n'a pas d'usage scientifique, sera seulement utilisée pour l'atterrissage. Ces clichés serviront à l'atterrisseur pour qu'il sache où il se situe par rapport à la surface de la Lune.

À plus long terme, l'Agence spatiale européenne s'est dite intéressée à « participer à une mission robotique de retour d'échantillons lunaires qui pourrait être réalisée en coopération avec la Russie et d'autres partenaires ». L'idée sera évidemment d'exploiter l'expérience technique de Pilot et Prospect, mais aussi de développer des technologies qui permettront de « rapporter des échantillons en les maintenant dans les conditions de températures dans lesquelles ils ont été prélevés ».

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