Succès du vol 162 d'Ariane 5 : SMART-1 en route vers la Lune

Le lanceur utilisé était la dernière Ariane 5Ariane 5 générique de la première génération. Le prochain tir est d'ores et déjà prévu. Une Ariane 5 G+ (vol 158) doit s'élancer courant novembre avec comme passager le satellite de télécommunications mexicain Satmex 6.

Environ 42 minutes après le lancement, ces trois satellites ont été injectés sur une orbite de transfert géostationnaire (orbite de 742 x 36 016 km, inclinée de 7° par rapport au plan de l'équateuréquateur). Tandis que les deux autres satellites devront procéder à des manœuvres pour atteindre leur orbite géostationnaire, la sonde SMART-1SMART-1 de 367 kgkg entamera un périple beaucoup plus long vers un objectif dix fois plus éloigné que l'orbite géostationnaire : la Lune.

Après avoir déployé ses panneaux solaires, la sonde fait actuellement l'objet d'une vérification initiale de ses systèmes par l'ESA/ESOC. Ces procédures de contrôle vont continuer jusqu'au 4 Octobre et déboucheront sur la première mise à feufeu du moteur ioniquemoteur ionique de SMART-1.

La propulsion ionique pour aller dans la Lune

Première en date de la nouvelle série de petites missions de recherche et technologie de pointe (missions SMART), SMART-1 a d'abord été conçue pour faire la démonstration de technologies innovantes, indispensables aux futures missions scientifiques vers l'espace lointain.

La propulsion hélio-électrique constituera la première technologie de base dont SMART-1 devra établir le bien-fondé ; il s'agit en l'occurrence d'un système de propulsion léger et très performant, idéal pour répondre aux besoins des missions de longue duréedurée à l'intérieur du Système solaireSystème solaire. Le système de propulsion de SMART-1 est constitué d'un moteur ionique unique, qui est alimenté par 82 kg de xénonxénon. Pour accélérer les ionsions de xénon jusqu'à une vitessevitesse de 16.000 km/h, ce propulseurpropulseur à plasma s'appuie sur l'« effet Halleffet Hall ». Il peut ainsi délivrer une poussée de 70 mN avec une impulsion spécifiqueimpulsion spécifique (ratio entre la poussée et la consommation de carburant) 5 à 10 fois supérieure à celle des propulseurs chimiques classiques et cela pendant beaucoup plus longtemps (plusieurs mois, voire des années, par comparaison avec une durée de fonctionnement de quelques minutes caractéristique des moteurs chimiques conventionnels).

Ce moteur ionique doit être opérationnel dès le 30 Septembre. Au début, il fonctionnera de manière presque continue - il ne s'arrêtera que lorsque SMART-1 passera dans l'ombre de la Terre - afin d'accroître la vitesse de la sonde (à environ 0,2 mm/s2) et d'élever l'altitude de son périgéepérigée (le point le plus bas décrit par son orbite) de 750 à 20 000 km. À l'issue de cette manœuvre qui durera environ 80 jours, SMART-1 sera en sécurité, au-delà de la ceinture de radiation qui entoure la Terre.

Dès qu'elle se sera suffisamment éloignée de la Terre, SMART-1 actionnera son propulseur pendant plusieurs jours d'affilée afin de rehausser progressivement son apogéeapogée (l'altitude maximale de son orbite) jusqu'à ce que celle-ci atteigne le voisinage de la Lune. Une fois éloigné de 200 000 km de la Terre, le véhicule spatial commencera à tirer parti du puissant champ gravitationnel lunaire. La sonde devra ensuite effectuer trois manœuvres dites d'« assistance gravitationnelleassistance gravitationnelle » lors de ses survolssurvols de la Lune fin décembre 2004, fin janvier et février 2005. Après cela, SMART-1 sera « capturée » par la Lune et commencera, en mars 2005, à décrire une orbite lunaire elliptique quasi polaire. Ensuite, SMART-1 se servira de son propulseur pour réduire l'altitude et l'excentricitéexcentricité de son orbite.

La propulsion hélio-électrique est une technologie prometteuse qui pourrait très bien être utilisée pour de nombreuses missions interplanétaires dans le Système solaire, ce qui permettrait de réduire la taille et le coût des systèmes de propulsion tout en augmentant la massemasse disponible pour les instruments scientifiques et en améliorant la maniabilité des véhicules spatiaux.

Outre la démonstration de la propulsion hélio-électrique primaire, SMART-1 testera diverses technologies de pointe : un système modulaire de batteries Li-Ion ; un système de télécommunication de nouvelle génération à haut débitdébit de données pour l'espace lointain dans les bandes X et Ka, avec l'expérience de télémesure et télécommande en bandes X/Ka (KaTE) ; une technique informatique permettant aux véhicules spatiaux de déterminer par eux-mêmes leur position dans l'espace, première étape vers une navigation totalement autonome.

Percer les derniers secrets de la Lune

En Avril 2005, SMART-1 abordera la deuxième phase de sa mission, laquelle devrait durer au moins six mois et sera axée sur l'étude de la Lune à partir d'une orbite quasi polaire. Depuis maintenant plus de 40 ans, la Lune a reçu la visite de nombreuses sondes spatiales automatiques et de neuf équipages humains (dont six se sont posés à sa surface). Toutefois, notre plus proche voisin ayant encore beaucoup à nous apprendre, la charge utile de SMART-1 réalisera des observations à un niveau de détail jamais obtenu auparavant.

Dans le cadre de l'expérience de pointe de micro-imagerie de la Lune (AMIE), la caméra CCDCCD miniaturisée fournira des images à haute résolutionrésolution et haute sensibilité de la surface, même dans les régions polaires faiblement éclairées. Quant à l'instrument SIR, spectromètrespectromètre très compact fonctionnant dans l'infrarougeinfrarouge, il dressera une carte des matériaux lunaires et recherchera la présence de glaces hydriques et de glaces de dioxyde de carbonedioxyde de carbone dans les cratères qui sont en permanence à l'ombre. La démonstration d'un spectromètre compact d'imagerie dans le rayonnement X (D-CIXS) établira la première carte globale de la chimiechimie de la Lune, et le moniteurmoniteur solaire dans le rayonnement X (XSM) réalisera des observations spectrométriques du SoleilSoleil et fournira des données d'étalonnage au D-CIXS afin de compenser la variabilité solaire.

En outre, l'expérience SPEDE conçue pour surveiller les interactions de la propulsion hélio-électrique avec l'environnement étudiera également la manière dont le vent solairevent solaire affecte la Lune.

L'ensemble des données collectées par SMART-1 constituera une contribution précieuse pour l'étude de l'évolution de la Lune, de sa composition chimique et de ses processus géophysiques. Ces données seront également utiles pour les spécialistes en planétologie comparative.

Ouvrir la voie à de futures sondes spatiales

En plus d'informations précieuses pour la science lunaire, la charge utile de SMART-1 sera également impliquée dans de véritables activités de démonstration technologique visant à préparer de futures missions spatiales vers l'espace lointain.

SMART-1 a été développée pour l'ESA par la Swedish Space Corporation qui en a été le maître d'œuvremaître d'œuvre, 30 contractants répartis dans 11 pays européens et aux États-Unis ont également apporté leur contribution à cette mission. Malgré sa taille réduite, ce véhicule spatial emporte une charge utile scientifique de 19 kg qui regroupe des expériences réalisées par des responsables de recherche de différents pays : Finlande, Allemagne, Italie, Suisse et Royaume-Uni.
En fournissant un propulseur à plasma stationnaire et une micro caméra, et en contribuant à l'instrument chargé de tester le modèle de l'origine de la Lune, la France participe également de façon innovante à ce programme.

Mise au point avec un budget relativement faible et dans des délais assez courts, SMART-1 recèle un immense potentiel pour de futures missions et illustre clairement les ambitions de l'Europe en ce qui concerne l'exploration du Système solaire. Ambitions qui se sont également concrétisées à l'occasion du lancement de Mars ExpressMars Express en juin dernier (cette sonde a déjà accompli plus de la moitié de son voyage vers la planète Mars) et qui seront réaffirmées avec le prochain lancement de RosettaRosetta vers la comètecomète Churyumov-Gerasimenko, prévu en février 2004.