Premier survol de la Lune réussi pour la capsule Orion de la mission Artemis

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Le 21 novembre 2022, une caméra sur l'aile du panneau solaire d'Orion, lors du survol le plus proche de la Lune, a capturé cette vue du vaisseau spatial, de la Terre et de la Lune. | NASA TV
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Après un lancement réussi le 16 novembre, la capsule Orion de la mission Artemis 1 de la NASA continue son voyage vers la Lune. Lundi matin, elle a entamé une procédure devant l’amener à survoler notre satellite naturel afin d’entrer dans une orbite rétrograde, manœuvre qui sera utilisée pour les futures missions dans l’espace lointain. Cette orbite permettra de tester tous les systèmes d’engins spatiaux, presque sans consommer de carburant, avant le retour sur Terre aux environs du 11 décembre.

Artemis est la première étape de la prochaine ère de l’exploration lunaire par l’Homme. En collaboration avec des partenaires commerciaux et internationaux, la NASA établira une présence durable sur la Lune d’ici 2030 pour se préparer aux missions vers Mars.

Suite à son lancement réussi le 16 novembre depuis le Johnson Space Center de la NASA à Houston, par la nouvelle mégafusée américaine Space Launch System (SLS), les ingénieurs testent et contrôlent tous les appareils embarqués et les capacités de la capsule Orion.

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Dès le troisième jour, Mike Sarafin, chef de mission Artemis I, déclarait dans un communiqué : « Aujourd’hui, nous nous sommes réunis pour examiner les performances du vaisseau spatial Orion, et il dépasse les attentes en matière de performances ». De quoi faire oublier les reports successifs du lancement de la fusée. Sans compter que depuis le début de la mission, Orion a économisé plus de 91 kilogrammes de carburant par rapport aux valeurs attendues avant le lancement.

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Selfie d’Orion avec une caméra montée sur son aile de panneau solaire lors d’une inspection externe de routine du vaisseau spatial, le troisième jour de la mission. © NASA

Le 5e jour de la mission, la capsule Orion est entrée dans la zone d’influence lunaire, après avoir reçu le « go » des contrôleurs, la préparant à son survol le plus proche de la Lune, le lundi 21 novembre.

Un survol sans contact avec la Terre

Concrètement, Orion a terminé sa troisième combustion de correction de trajectoire dimanche 20 novembre, allumant les moteurs de propulseurs auxiliaires pendant une durée de 6 secondes afin d’accélérer et ajuster la trajectoire du vaisseau spatial. Il faut savoir que l’ampleur du changement de vitesse souhaité détermine lequel des moteurs du module de service d’Orion utiliser pour une manœuvre particulière. Le premier est le grand moteur du système de manœuvre orbital, le second les petits propulseurs du système de contrôle de réaction et le troisième les moteurs auxiliaires de taille moyenne.

Par la suite, le vaisseau spatial est entré dans la sphère d’influence lunaire en fin de journée, faisant de la Lune, au lieu de la Terre, la principale force gravitationnelle agissant sur le vaisseau spatial. Pendant la nuit de dimanche à lundi, Orion a alors effectué la quatrième combustion de correction de trajectoire sortante avant la combustion de survol de la Lune, propulsé.

terre depuis orion lune
Le vaisseau Orion a pris une photo de la Terre alors qu’il s’approchait de la surface de la Lune. Sur cette image, la planète bleue se trouve à une distance de plus 370 000 kilomètres. © NASA

À partir des données télémétriques, la NASA a indiqué que le vaisseau Orion se trouvait à une distance de 530 kilomètres de la Lune lorsqu’il a allumé son moteur principal. La poussée lui a alors permis de passer de 7500 à 8200 kilomètres par heure, en l’espace de 2 minutes et 30 secondes. Au moment du survol, la capsule spatiale naviguait à seulement 128 kilomètres de la surface lunaire, lui permettant d’exploiter la force de gravité du satellite naturel. Une coupure du signal pendant 30 minutes était prévue au moment de l’approche de la surface, la Terre se trouvant derrière l’astre, empêchant les communications avec les antennes.

Cette manœuvre cruciale a permis à l’engin de se positionner sur une trajectoire de transit. Une seconde manœuvre est prévue dans quatre jours, le 25 novembre, pour se placer en orbite lunaire et entamer le tour de la Lune. En effet, le survol propulsé sortant est la première des deux manœuvres nécessaires pour entrer dans l’orbite rétrograde lointaine autour de la Lune.

Durant la phase préparatoire à ces manœuvres, les contrôleurs de vol de la White Flight Control Room du Johnson Space Center de la NASA à Houston ont capturé des images supplémentaires de la Lune et de la Terre à l’aide de la caméra de navigation optique. Ces données permettront d’ajuster au mieux les futures missions Artemis.

Lors de son survol, le vaisseau spatial est passé à environ 2250 kilomètres au-dessus du site d’atterrissage d’Apollo 11 à Tranquility Base, puis à 9650 kilomètres de celui d’Apollo 14 et au-dessus du site d’Apollo 12 à une altitude d’environ 12 390 kilomètres.

Mike Sarafin conclut dans un communiqué : « La mission continue de se dérouler comme nous l’avions prévu, et les systèmes au sol, nos équipes opérationnelles et le vaisseau spatial Orion, continuent de dépasser les attentes, et nous continuons à apprendre en cours de route sur ce nouveau vaisseau spatial dans l’espace lointain ».

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Une partie de la face cachée de la Lune se profile juste au-delà du vaisseau spatial Orion sur cette image prise par une caméra située à l’extrémité de l’un des panneaux solaires. © NASA

 Une orbite rétrograde visée par les missions habitées

Ouvrant la voie à des missions avec des astronautes, Orion parcourt des milliers de kilomètres pour évaluer les capacités du vaisseau spatial dans ce qu’on appelle une orbite rétrograde lointaine (DRO).

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L’orbite est dite « éloignée » dans le sens où elle est à haute altitude par rapport à la surface de la Lune, et elle est « rétrograde » car Orion se déplacera autour de la Lune dans la direction opposée à celle de la Lune autour de la Terre.

trajectoire orion lune
Après que le moteur de l’étage supérieur de la fusée SLS s’est allumé pour mettre Orion sur la bonne voie vers la Lune, ce dernier utilisera une combinaison de propulsion du module de service et un survol de la Lune pour une assistance gravitationnelle, afin de pousser vers l’orbite rétrograde distante (DRO). Pour sortir du DRO, Orion s’appuiera à nouveau sur une combinaison de combustions propulsives et d’un survol de retour pour revenir sur Terre. © NASA

Ainsi, Orion restera sur cette orbite pendant environ une semaine pour tester les systèmes d’engins spatiaux, car le DRO fournit une orbite très stable où peu de carburant est nécessaire pour un voyage prolongé dans l’espace lointain, dans un environnement éloigné de la Terre.

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