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La sonde indienne Chandrayaan-1 arrive en orbite lunaire

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La sonde indienne Chandrayaan-1, qui se trouvait sur une trajectoire de transit vers la Lune, vient de parvenir à un millier de kilomètres de son objectif et tentera de s'inscrire en orbite autour de notre satellite naturel samedi 8 novembre prochain.

Trajectoire de Chandrayaan-1 entre la Terre et la Lune. Crédit ISRO

Lancée depuis le Satish Dhawan Space Centre à Sriharikota par une fusée PSLV-XL (PSLV-C11) le 22 octobre 2008, la première sonde lunaire indienne avait été volontairement placée sur une trajectoire indirecte et particulièrement économe en propergols. Celle-ci prévoyait l'insertion sur une orbite de transfert, d'abord de 255 x 22.860 km inclinée à 17,9° décrite en 6,5 heures. Puis le 23 octobre à 9 heures, l'orbite était élevée à 305 x 37.900 km, décrite en 11 heures.

Chaque retour au périgée (le point le plus proche de la terre) était mis à profit pour fournir une nouvelle impulsion, et c'est ainsi que l'orbite de Chandrayaan-1 passa successivement à 348 x 164.500 km décrite en 73 heures, puis 465 x 267.000 km. Enfin le 4 novembre et après une dernière accélération, la sonde atteignait un apogée de 380.000 km, l'amenant par la suite à croiser la Lune à une distance de 1.000 km. La dernière impulsion sera donnée le samedi 8 novembre prochain, cette fois pour ralentir l'engin et l'amener à s'inscrire sur une orbite polaire qui sera par la suite ajustée à 100 km au-dessus de la surface.

Chandrayaan-1 est équipée de 11 instruments scientifiques, construits en collaboration avec différentes agences spatiales dans le monde, représentant une masse totale de 55 kg. Cet ensemble est prévu pour une durée de fonctionnement de deux années. Les voici en détails.

Impacteur MPI2

Impacteur destiné à percuter le sol lunaire préalablement à l'analyse des gaz dégagés par le dégagement d'énergie cinétique.

MPI2. Crédit ISRO

Imageur spectral HySI (Inde)

Imageur spectrographique dans le domaine visible et le proche infrarouge conçu pour tracer une carte minéralogique de la surface lunaire. Il travaille en 64 bandes de fréquence étalonnées entre 0,4 à 0,92 micromètre avec une définition meilleure que 15 nanomètres et une résolution spatiale de 80 mètres. L'instrument fonctionne en balayant la surface par zones de 40 km de long sur 20 km de large.

HYSi. Crédit ISRO

Caméra pour la cartographie TMC (Inde)

Caméra cartographique stéréoscopique destinée à produire des cartes en relief de la surface lunaire avec une résolution de 5 mètres, en largeur comme en altitude. Elle travaille dans la bande des 0,4 à 0,9 micromètre.

TMC. Crédit ISRO

Altimètre laser LLRI (Inde)

Altimètre à base d'un laser pulsé de type YAG. Celui-ci envoie des impulsions de 10 nanosecondes sous une longueur d'onde de 1.064 nanomètres. Le récepteur est constitué d'un télescope de type Richtey-Chrétien de 17 cm de diamètre, de détecteurs au silicium, de préamplificateurs et d'un dispositif de chronométrage. Les techniciens attendent de cet instrument une couverture complète de la Lune avec une définition de 10 mètres.

LLRI. Crédit ISRO

Spectromètre X à basse énergie CIXS (ESA/laboratoire britannique RAL)

Ce spectromètre imageur à rayons X est basé sur l'instrument similaire installé sur la sonde SMART-1 (D-CIXS). Il couvre le spectre de 1 à 10 keV, soit la radiation X émise par le magnésium, l'aluminium, le calcium, le titane et le technicium en état d'excitation sous l'effet du rayonnement provoqué par les éruptions chromosphériques solaires. Afin de tenir compte des fluctuations induites par les variations du flux solaire, il fonctionnera en parallèle avec l'instrument SXM (détection du flux solaire).

C1XS. Crédit ISRO

Moniteur de particules énergétiques de l'environnement SXM (Bulgarie)

Instrument conçu pour mesurer la fréquence et le spectre du flux solaire. Son capteur est formé d'une paire de diodes au silicium couvrant chacune un champ de 90° afin d'assurer un fonctionnement permanent. Il fonctionnera aussi en parallèle avec l'instrument CIXS.

SXM. Crédit ISRO

Spectromètre X à haute énergie HEX (Inde)

Spectromètre en rayons X de haute énergie destiné à détecter le rayonnement provenant de la surface de la Lune provoqué par la désintégration radioactive naturelle et des rayons gamma dans la gamme des 20 à 250 keV. Le but principal est de détecter la migration d'éléments volatils par le traçage du plomb-210, élément produit par la décomposition radioactive du radon-222. La cartographie des concentrations en uranium et thorium sera aussi tentée. L'élément détecteur de HEX est une matrice composée d'éléments de cadmium-zinc-telluride (CdZnTe), permettant une résolution spatiale de 20 km à 100 km d'altitude.

HEX. Crédit ISRO

Spectromètre à infrarouge SIR-2 (Esa/Max Planck Institute)

Spectromètre couvrant la gamme de 0,93 à 2,4 micromètres avec une définition spectrale de 6 nanomètres et un pouvoir séparateur de 1,1 milliradian. Il en est attendu une cartographie minérale de la surface lunaire avec une définition de 100 mètres. Cet instrument est inspiré du spectromètre infrarouge installé sur la sonde SMART-1.

SIR-2. Crédit ISRO

Spectromètre à infrarouge M3 (États-Unis)

Spectromètre imageur conçu pour déterminer le taux en minéraux de la surface lunaire. Il s'agit de caractériser et tracer la composition du terrain dans le cadre de son évolution géologique et d'évaluer les ressources minières, afin de mieux comprendre l'origine et l'évolution de la Lune et du manteau lunaire, tout en recherchant des matériaux ou minéraux inattendus. Cet instrument couvre 260 bandes de fréquences s'étalonnant entre 430 à 3.000 nanomètres avec une définition de 10 nanomètres. Sa première cible sera le site d'atterrissage d'Apollo 16 utilisé à des fins d'étalonnage.

M3. Crédit ISRO

Détecteur d'atomes à faible énergie SARA (Esa/Institut de physique spatiale suédois/Laboratoire de physique spatiale indien)

Ce détecteur de particules à faible énergie (entre 10 eV et 3 keV) devrait permettre la distinction entre les groupes d'éléments comprenant hydrogène, oxygène, sodium-magnésium, potassium-calcium et fer avec une résolution spatiale de 100 mètres. L'instrument sera aussi utilisé pour étudier les anomalies magnétiques.

SARA sert aussi à l'étude de l'interaction entre le vent solaire et la surface lunaire.

SARA. Crédit ISRO

Radar en bande S MiniSAR pour la recherche de glace d'eau aux pôles (Etats-Unis)

Radar à synthèse d'ouverture devant déterminer la présence d'eau gelée au niveau des pôles lunaires par l'analyse de la réflectivité du sol. Il sera aussi utilisé pour cartographier les zones polaires.

MiniSAR. Crédit ISRO
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