Chang'e 6

Chang'e 6
sonde spatiale

Maquette de la sonde spatiale

Données générales

Organisation	CNSA
Constructeur	CAST
Programme	Chang'e
Domaine	Géologie de la Lune
Type de mission	Mission de retour d'échantillons
Statut	Mission en cours
Lancement	3 mai 2024
Lanceur	Longue Marche 5

Caractéristiques techniques

Masse au lancement	8,2 tonnes Atterrisseur 3,8 tonnes

Orbite

Atterrissage	Mons Rümker

Chang'e 6, Chang'E 6 ou CE-6 (du chinois : 嫦娥六号 ; pinyin : cháng'é liù hào, de Chang'e, déesse de la Lune dans la mythologie chinoise) est la deuxième mission chinoise de retour d'échantillon du sol lunaire. La sonde spatiale est conçue pour rapporter sur Terre un échantillon de solde la face cachée de la Lune qui est considérée par la communauté scientifique comme présentant des caractéristiques spécifiques. Toutes les missions américaines (programme Apollo) et soviétiques (Programme Luna) précédentes ont jusque là ramené des échantillons de sol lunaire de la face visible de la Lune et Chang'e 6 réalise donc une première.

Chang'e 6, dont la masse atteint 8,2 tonnes, est un clone de Chang'e 5 dont le lancement a eu lieu fin 2020. Elle comprend principalement trois modules : le module orbital doit rester en orbite autour de la Lune tandis que l'atterrisseur emmène l'étage de remontée à la surface de la Lune. La sonde spatiale est placée en orbite par le lanceur lourd chinois Longue Marche 5 le 3 mai 2024. La sonde spatiale chinoise se pose dans le bassin Pôle Sud-Aitken le 1er juin. Après avoir prélevé des échantillons jusqu'à une profondeur de 1 mètres, largué un petit robot mobile et effectué différentes mesures avec des instruments scientifiques, l'étage de remontée quitte le sol lunaire le 3 juin puis vient s'amarrer au module resté en orbite. Celui-ci prend par la suite la direction de la Terre et largue la capsule contenant les échantillons de sol le 25 juin. La mission est un succès : Chang'e 6 a ramené 1953 grammes de roches et de régolithe. Leur analyse devrait s'étaler sur plusieurs années.

Contexte

Chang'e 6 fait partie du programme chinois d'exploration lunaire Chang'e. La mission fait suite aux orbiteurs Chang'e 1 (lancement en 2007) et 2 (2010), aux astromobiles Chang'e 3 (2013) et 4 (2018) ainsi qu'à la mission de retour d'échantillons Chang'e 5 lancée en 2020.

Tous les échantillons du sol de la Lune rapportés par les missions précédentes (programme Apollo et programme Luna) proviennent de la face visible de notre satellite naturel. L'acquisition d'un échantillon du sol de la face cachée de la Lune est considéré par la communauté scientifique comme un objectif prioritaire car cette face est très différente de la face visible sans qu'aucune explication satisfaisante de cette dichotomie ait été trouvée. Une mission similaire (MoonRise) a été proposée en 2017 dans le cadre du programme New Frontiers de la NASA mais n'a pas été retenue.

Caractéristiques techniques

La sonde spatiale Chang'e 6 est l'exemplaire de secours développé pour la mission de Chang'e 5. D'une masse de 8,2 tonnes elle est composée de quatre modules : un module de service prenant en charge le trajet entre la Terre et la Lune, un atterrisseur d'une masse de 3,8 tonnes chargé de se poser sur la Lune, un étage de remontée qui doit placer les échantillons de sol en orbite lunaire et une capsule de retour qui les ramène sur Terre. Les ingénieurs chinois ont opté pour un scénario de retour d'échantillons complexe : l'étage de remontée, au lieu de revenir directement sur Terre (scénario des sondes soviétiques du programme Luna), a rendez-vous avec le module de service : l'échantillon est alors transféré dans la capsule de retour. Celle-ci rejoint la Terre et l'échantillon s'en détache pour effectuer une rentrée atmosphérique.

Instruments scientifiques

Les instruments scientifiques développés par la Chine comprennent .

• un mini rover de 5 kg nommé Jinchan (d'après Jin Chan, une figure de la mythologie chinoise symbole de prospérité) qui doit prendre des photos de l'atterrisseur une fois celui-ci à la surface de la Lune. Ce petit astromobile se déplaçant à la surface grâce à 4 roues dispose d'une caméra à chaque extrémité et communique avec l'atterrisseur par Wifi.
• une caméra d'atterrissage
• une caméra panoramique
• un spectromètre minéralogique
• un radar d'exploration lunaire

Participations internationales

Les responsables chinois ont réservé dix kilogrammes de charge utile pour des expériences scientifiques fournies par d'autres pays.

• L'agence spatiale française, le CNES, fournit des expériences pour cette mission. Le laboratoire de recherche spatiale français IRAP fournit l'instrument DORn (Detection of Outgassing RadoN) qui sera installé sur l'atterrisseur. L'instrument doit mesurer par spectrométrie alpha l'isotope radon 222 dégazé du régolithe du fait de l'activité sismique et tectonique lunaire.
• L'institut italien INFN fournit le rétroréflecteur laser INRRI (INstrument for landing-Roving laser Retroreflector Investigations) qui a déjà été mis en œuvre par d'autres missions spatiales et qui sera installé sur l'atterrisseur.
• L'Agence spatiale européenne et la Suède fournissent l'instrument NILS (Negative Ions on Lunar Surface) qui mesure le vent solaire atteignant la surface lunaire et plus particulièrement les ions négatifs du plasma qui n'ont jusqu'à présent jamais été détectés.
• Le Pakistan fournit le CubeSat KUBE-Q qui est placé en orbite autour de la Lune.

Déroulement de la mission

Lancement et transit

La sonde spatiale Chang'e 6 est placée en orbite par un lanceur chinois lourd Longue Marche 5 décollant de la base de lancement de Wenchang le 3 mai 2024 à 9 h 27 min 29 s UTC.

Atterrissage et activité lunaire

L'atterrisseur se pose dans le bassin Pôle Sud-Aitken sur la face cachée de la Lune (environ 46° de latitude sud et 180° de longitude est) le 1^er juin suivant à 22 h 23 min 16 s UTC.

Les échantillons sont prélevés au moyen d'un échantillonnage à la pelle près de la surface et d'un échantillonnage par forage plus profond, jusqu'à environ 2 m. Du basalte et des éjectas sont espérés, provenant de la croûte profonde voire du manteau.

Décollage et amarrage au module orbital (4 au 6 juin)

Le 4 juin des boulons explosifs séparent l'étage de descente qui reste à la surface de la Lune et le module de remontée, qui emporte la capsule contenant les échantillons de sol lunaire. Sous la poussée de son moteur principal de 3 kiloNewtons, le module commence par monter pendant 1 seconde à la verticale relative à l'étage de descente pour éviter de heurter celui-ci puis durant les 9 secondes suivantes à la verticale par rapport à la surface. Ensuite il adopte une trajectoire inclinée d'abord à 60° durant 20 secondes avant de progressivement accentuer cette inclinaison jusqu'à se déplacer horizontalement par rapport à la surface (inclinaison de 0°). Durant la phase propulsive le module contrôle de manière continue son attitude à l'aide de ses 8 moteurs de 120 Newtons de poussée. Au bout de 6 minutes l'engin spatial est satellisé sur une orbite de 15 x 180 kilomètres. Le module de remontée va alors effectuer une manoeuvre de rendez-vous avec le module resté en orbite qui va durer près de deux jours. A l'aide du radar, du lidar et de l'analyse d'images prises par les caméras, les deux engins spatiaux vont se rapprocher en plusieurs étapes d'abord de 5 kilomètres puis de 1 kilomètres, 100 mètres et enfin 20 mètres. L'amarrage s'effectue grace à un système pinces et de barres original qui permet d'atténuer la différences de masse entre les deux engins : les pinces se referment d'abord partiellement puis au bout de 10 secondes permettant aux deux engins de s'aligner correctement, le système d'amarrage est verrouillé. Le conteneur d'échantillon est alors transféré du module de remontée au module orbital avec l'aide d'un mécanisme à crémaillère.

Retour sur Terre et récupération de la capsule (20 au 25 juin)

L'étage de remontée est largué et va s'écraser sur le sol lunaire tandis que le reste de la sonde spatiale séjourne autour de la Lune durant 14 jours supplémentaires en attendant que les positions relatives de la Lune et de la Terre permettent un retour direct. Le 20 juin à 15h38 UTC la sonde spatiale entame son retour vers la Terre. Le 25 juin alors qu'elle se trouve à 5000 kilomètres de la Terre, la capsule contenant les échantillons est larguée et entame sa rentrée atmosphérique à une vitesse de 11,2 km/s au-dessus de la péninsule arabique. Le reste de la sonde spatiale manœuvre pour éviter la Terre et poursuit sa trajectoire. Pour réduire sa vitesse la capsule, qui dispose d'un système permettant de déplacer son centre de gravité, ressort à deux reprises de la couche atmosphérique épaisse. Au dessus du plateau tibétain, alors que sa vitesse a été réduite à 7 km/s et qu'elle se situe à une altitude 60 kilomètres, elle entame une rentrée atmosphérique définitive. La capsule se pose le 25 juin à 14 h 7, heure locale dans une zone désertique située dans la bannière de Siziwang en Mongolie intérieure.

La capsule est transférée le lendemain de son atterrissage à Pékin pour récupérer les échantillons et les analyser. Le 28 juin les responsables chinois annoncent que la sonde spatiale a ramené 1935,3 grammes (Chang'e 5 avait ramené 1731 grammes). C'est nettement plus que les sondes soviétiques Luna 16,20 et 24 qui ont ramené en tout 300 grammes ou que les missions de retour d'échantillon à destination des astéroïdes qui ont ramené respectivement 121,6 grammes (OSIRIS-REx) et 5,4 grammes (Hayabusa 2). Les autorités chinoises ont annoncé qu'elles avaient l'intention de partager des échantillons avec les scientifiques d'autres pays. L'administrateur de la NASA, Bill Nelson, s'est dit intéressé mais cette transaction nécessite un accord du Congrès américain. L'analyse des échantillons devrait durer plusieurs années.

Voir aussi

Articles connexes

• Mission de retour d'échantillons
• Géologie de la Lune
• MoonRise
• Exploration de la Lune
• Programme chinois d'exploration lunaire
• Chang'e 5 sonde spatiale jumelle
• Programme spatial de la Chine