Chandrayaan-1 : quand l'Inde s'est envolée pour la Lune

Quand devient-on une puissance spatiale qui compte ? Pour certains, l'envoi d'une première mission loin de la Terre est une étape déterminante. C'est le cas de l'Inde, qui devint en 2008 la cinquième nation à envoyer une sonde autour de la Lune. Chandrayaan fut un succès retentissant, malgré quelques bémols.

Le tout pour un budget défiant toute concurrence.

Des ambitions d'exploration

L'idée d'une mission spatiale indienne hors de l'orbite terrestre avait déjà été émise en 1999, d'autant qu'elle suit une logique « classique » de développement pour une agence qui se veut moderne, ouverte sur le monde et à la communauté scientifique. Au tournant des années 2000, l'Inde a développé ses propres lanceurs, travaille sur ses moteurs spatiaux, ses propres satellites. L'étape suivante, c'est une sonde spatiale. La Lune est la candidate parfaite, et en 2003 grâce à l'avis positif d'un groupe de travail spécifique mis en place par l'agence ISRO, Chandrayaan (littéralement « véhicule lunaire » en Hindi) est approuvé par les autorités.

Toutefois, concevoir une sonde lunaire n'est pas une mince affaire, et le développement prendra du temps. L'ISRO va s'appuyer sur ses succès avec les satellites pour concevoir un véhicule léger (1,38 tonnes réservoirs pleins) capable d'alimenter une série d'instruments scientifiques. Pour ces derniers, l'Inde fait intelligemment appel à la communauté internationale : au début des années 2000, il y a peu de sondes en partance pour la Lune, aussi plusieurs agences voient avec Chandrayaan une bonne opportunité de transporter un capteur autour de notre satellite naturel.

C'est le cas de la NASA (un spectromètre infrarouge et un radar en bande S), de l'ESA (un spectromètre en bande X à basse énergie), de l'Allemagne avec l'institut Planck (Spectromètre infrarouge, avec l'ESA) et de la Bulgarie avec un instrument de mesure des particules énergétiques. En tout, Chandrayaan embarquera 11 charges utiles, dans ce qui fut aussi une opportunité unique pour les chercheurs indiens de constituer un savoir-faire.

En route pour la Lune !

Le 22 octobre 2008, le lanceur PSLV indien allume ses moteurs pour décoller depuis le site de Sriharikotta et envoyer Chandrayaan en orbite. En orbite terrestre, d'ailleurs : à cette époque l'ISRO ne possède pas encore de fusée plus puissante, et Chandrayaan effectue une ellipse à 255 x 22860 km d'altitude. Mais tout cela était prévu, c'est un voyage « long » vers la Lune avec plusieurs allumages successifs des propulseurs de la sonde. Le 8 novembre à 12h21 (Paris), Chandrayaan entre en orbite de la Lune. L'Inde devient la cinquième « nation spatiale » à réussir cet exploit après l'URSS, les Etats-Unis, le Japon et l'ESA. Une fois par jour jusqu'au 12 novembre, Chandrayaan réduit son orbite, jusqu'à un succès majeur : une altitude de 102 km au-dessus de la surface. La campagne scientifique peut ensuite commencer.

Deux jours plus tard, le 14 novembre, le petit boitier MIP (Moon Impact Probe) de 29 kg réussit à s'éjecter avec succès. Il freinera depuis l'orbite pour aller précisément frapper le cratère Shackleton situé au Pôle Sud seulement 30 minutes plus tard. Equipé d'une caméra, d'un altimètre et d'un spectromètre de masse nommé CHACE, le MIP détectera des molécules d'eau dans la très fine exosphère lunaire avant de frapper la surface à environ 6 100 km/h. Surtout, Chandrayaan, depuis l'orbite, a tourné ses instruments pour observer l'impact et tenté de caractériser les matériaux soulevés à la surface.

Un impact scientifique important

L'Inde estime que le cœur de la mission scientifique a rempli ses objectifs au printemps 2009, et l'orbite est rehaussée à 200 km de la surface lunaire en mai. Malgré une durée de vie théorique de deux ans, la sonde souffre en effet de quelques défauts de conception. La température des instruments grimpe beaucoup plus que prévu, dépassant parfois 75 °C. Le capteur d'attitude de la sonde a plusieurs ratés, et pour finir le contact est subitement perdu le 28 août 2009. Peut-être à cause de problèmes avec l'ordinateur de bord soumis aux radiations, ou bien à un équipement du système de communication.

L'ISRO ne fait pas partie des agences qui ouvrent au grand public leurs larges banques d'images capturées par les sondes spatiales… ce qui est particulièrement dommage dans le cas de Chandrayaan, qui en aurait capturé entre 40 000 et 70 000 au cours de ses 9 mois de mission en orbite. Les résultats sont néanmoins ouverts à la communauté scientifique.

L'instrument NASA « Moon Mineralogy Mapper » a pu observer plus de 95% de la surface lunaire, ce qui a permis de confirmer que la Lune était un jour couverte de magma fondu. Mais surtout, Chandrayaan restera comme la première mission à confirmer la présence de molécules d'eau à la surface sur de grandes zones (les échantillons ramenés par Luna-24 en contenaient déjà). Notamment, la présence d'eau en quantité près des pôles, que ce soit sous forme de glace compacte dans des cratères qui ne reçoivent jamais la lumière ou dans de moindres concentrations sur l'ensemble de la surface est établie. Plusieurs observations successives se poursuivent jusqu'à 2020 et confirment ces résultats.

D'autres résultats ont permis aux équipes scientifiques de progresser sur la tectonique des plaques passées de la Lune, l'interaction de notre satellite avec le vent solaire ou la répartition des minéraux et métaux sur la surface sélène.

Efficace et pas chère…

La mission Chandrayaan-1, malgré sa durée raccourcie, est un succès déterminant pour l'ISRO, avec un budget global estimé à seulement 54 millions de dollars. C'est grâce à cette réussite que les autorités vont lancer l'agence indienne vers des programmes plus ambitieux comme la sonde Mangalayaan (MOM) qui a décollé pour Mars en 2014. L'ISRO s'engage aussi sur un programme lunaire beaucoup plus performant et techniquement plus complexe, Chandrayaan-2. Ce dernier a décollé en 2019… Mais c'est une autre histoire !