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20 novembre 2004

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Lune

[ Introduction - Généralités - Photos - Structure - Orbite - Observation et exploration - Éclipses ]

Introduction

La Lune étant très proche de la Terre, les Hommes ont pu l'étudier bien avant l'invention des premiers instruments d'observation. De plus, dés les débuts de la conquête spatiale, notre satellite a reçu la visite de nombreuses sondes automatiques qui ont d'ailleurs permis d'en découvrir la face cachée. Enfin, la Lune est aussi le seul astre (hormis la Terre évidemment) où l'Homme ait posé le pied. Pourtant, après des siècles passés à l'étudier, l'Homme n'a pas encore résolu tous les mystères de la Lune. En effet, on a par exemple toujours pas de certitudes en ce qui concerne l'origine de notre satellite : provient-il d'une collision entre la Terre primitive et un autre corps céleste ou a-t-il été capturé par la Terre après avoir terminé son processus de formation ? D'autre part, de nombreux autres sujets intriguent encore les scientifiques : la structure interne, les mascons, la possible présence de glace d'eau aux pôles, etc.

Notre satellite est également à l'origine de l'un des plus beaux phénomènes naturels qui soient : les éclipses solaires. Celles-ci se produisent lorsque la Lune vient s'aligner avec le Soleil et la Terre : le disque solaire est alors en partie ou totalement masqué, ce qui plonge pour quelques minutes les observateurs dans l'obscurité. Ces quelques minutes semblent en fait très longues et restent ensuite gravées pour toujours dans la mémoire des spectateurs. Tous ceux qui ont vécu l'éclipse du 11 août 1999, visible en France, peuvent d'ailleurs en témoigner. A n'en pas douter, il s'agit d'un spectacle qu'il faut voir au moins une fois dans sa vie ! Bref, la Lune n'a pas fini de faire rêver et réfléchir les Hommes. Pour preuve, les États-Unis et la Chine projettent d'y renvoyer des missions habitées durant la prochaine décennie : une nouvelle course à la Lune en perspective ?

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Photo prise à 18 000 km de la Lune par l'équipage d'Apollo 11.

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Photo de la face cachée de la Lune centrée sur le bassin de Mare Orientale et prise par la sonde américaine Galileo.

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Commentaire des photos

Si la face visible de notre satellite est observée depuis des siècles par les Hommes, il a fallu attendre les débuts de la conquête spatiale pour obtenir les premières photos de la face cachée de la Lune. Alors que sur la face visible (partie gauche de la photo n°1) les mers sont nombreuses, la face cachée (photo n°2) en est quasiment dépourvue. En revanche, quelque soit la face observée, les cratères d'impact sont très nombreux.

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Atmosphère

On considère le plus souvent que la Lune n'a pas d'atmosphère car la couche de gaz (hélium, néon, argon, dihydrogène, etc.) qui l'entoure est extrêmement ténue et engendre une pression atmosphérique de seulement 10^-12 hPa. Cette 'atmosphère' n'est en réalité maintenue que grâce au vent solaire et à quelques dégazages.

Surface et croûte

Du fait de l'attraction gravitationnelle exercée par la Terre, l'épaisseur de la croûte lunaire n'est pas constante : elle varie de 60 km pour la face visible à 100 km pour la face cachée, ce qui explique le contraste saisissant entre les deux 'côtés' de notre satellite. En effet, la face visible comprend de nombreuses mers lunaires, qui sont en réalité de vastes plaines sombres constituée par de la lave ayant coulé il y a plusieurs milliards d'années. En revanche, la face cachée est pratiquement dépourvue de mer lunaire, du fait que la croûte y est plus épaisse (la lave n'a donc pas pu la percer pour s'écouler à la surface).

Quelque soit la face étudiée, la surface de la Lune est criblée de cratères d'impact. Cependant, sur la face visible, la lave qui a formé les mers en a recouvert de nombreux. La plupart de ces cratères proviennent d'impact qui se sont produits lors de la formation du système solaire mais d'autres sont plus récents et sont entourés de raies blanchâtres formées par la matière éjectée lors de la chute du météore. Enfin, conséquence directe de la quasi-absence d'atmosphère, le sol lunaire est en permanence exposé au vent solaire : c'est pourquoi la surface de notre satellite est recouverte d'une couche de poussière qu'on appelle régolite (ou régolithe) et dont l'épaisseur varie de 5 à 20 mètres en fonction de l'âge du terrain.

Manteau et noyau

Lorsque les premières sondes ont été placées en orbite lunaire, les scientifiques ont relevé de légères variations d'altitude, ce qui a permis de mettre en évidence l'existence de concentrations de matière plus dense sous la surface de notre satellite, qu'on a baptisé 'mascons'. Ces derniers sont localisés sont les mers lunaires et il semblerait que leurs effets soient proportionnels à la taille de la mer qui les recouvre. Leur localisation semble indiquer que les mascons sont formés de magma dense refroidi mais il pourrait aussi s'agir de météorites enterrées. 

Grâce aux missions Apollo, au cours desquelles des mesures sismiques ont été réalisées, on connaît aujourd'hui un peu mieux la structure interne de notre satellite. Ainsi, le manteau lunaire aurait une épaisseur d'environ 1000 km et serait essentiellement composé de silicates. Enfin, le noyau, légèrement déplacé vers la Terre du fait de l'attraction gravitationnelle exercée par celle-ci, aurait un rayon d'environ 600 km et comporterait une quantité non négligeable de fer.

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Observation depuis la Terre

Depuis la Terre, on ne peut bien sûr observer que la face visible de notre satellite. Le phénomène le plus facilement observable est la succession des phases de la Lune. Un cycle dure 29,5 jours et comprend la Nouvelle Lune, le Premier Quartier, la Pleine Lune et le Dernier Quartier. Lorsque notre satellite ne présente qu'un fin croissant, c'est-à-dire avant et après la Nouvelle Lune, la partie de sa surface non éclairée par le Soleil peut être vue grâce à la lumière renvoyée par la Terre (le 'clair de Terre') : on observe alors la lumière cendrée.

Les détails de la surface lunaire sont visibles à l'oeil nu mais, avec des jumelles, leur identification ne peut être que plus aisée. Les formations les plus faciles à repérer sont les mers : ce sont des plaines sombres qui occupent une grande partie de la phase visible de notre satellite. A l'aide d'une carte lunaire, identifier les principales mers lunaires est très simple et peut constituer une bonne séance d'initiation à l'observation astronomique. Cliquez ici pour voir une carte des principales formations lunaires observables depuis la Terre à l'oeil nu ou avec des jumelles.

La surface de la Lune est criblée de cratères provenant d'impacts météoritiques. Repérer l'ensemble de ces cratères exigerait de nombreuses heures d'observation et beaucoup de patience. C'est pourquoi il est préférable de se limiter à l'identification des cratères les plus brillants tels que Copernic ou Tycho, qui sont entourés de raies blanches formées par les roches éjectées lors de l'impact météoritique qui leur a donné naissance. Enfin, il est aussi possible d'observer les montagnes lunaires qui portent des noms de montagnes terrestres : Alpes, Jura, Apennins, etc.

La visibilité de certaines formations lunaires dépend de la manière dont elles sont éclairées par le Soleil. A la Pleine Lune par exemple, les mers sont parfaitement visibles car elles contrastent avec le reste de la surface mais les cratères, en revanche, sont plus difficiles à observer car ils sont alors éclairés de face. C'est pourquoi, pour observer des cratères de petite taille, il est préférable d'attendre qu'ils se trouvent à proximité du terminateur, c'est-à-dire la ligne de démarcation entre les zones éclairées et non éclairées. En effet, à proximité du terminateur, les ombres sont plus allongées, ce qui facilite l'identification des cratères ou des chaînes de montagnes.

[ Carte des principales formations lunaires ]

Exploration par des sondes automatiques

Dès 1958, c'est-à-dire quelques mois seulement après le lancement par l'URSS du premier satellite artificiel en orbite autour de la Terre (Spoutnik 1), des sondes spatiales sont envoyées vers la Lune. Cependant, les premières tentatives, qu'elles soient soviétiques ou américaines, ne sont pas couronnées de succès : aucun engin ne parvient à dépasser 100 000 km d'altitude alors que la Lune se situe à environ 380 000 km de la Terre. Ce n'est que le 2 janvier 1959 qu'une sonde réussit pour la première fois à échapper à la gravité terrestre : la sonde soviétique Luna 1 survole la Lune à une distance d'environ 7 500 km puis poursuit sa route dans l'espace. Elle est imitée deux mois plus tard par la sonde américaine Pioneer 4.

Cependant, l'exploration de la Lune ne débute réellement que le 12 septembre 1959 avec l'impact de la sonde soviétique Luna 2 sur le sol lunaire. Puis, moins d'un mois plus tard, Luna 3 photographie pour la première fois la face cachée de notre satellite. Par la suite, en 1959-1960, les Américains tentent de riposter avec trois sondes baptisées Atlas-Able 4, 5A et 5B mais aucune ne parvient à remplir sa mission. A la fin de l'année 1960, la supériorité technologique de l'URSS est donc évidente.

Pour remédier à cela, la NASA lance aux débuts des années 60 un nouveau programme d'exploration automatique de la Lune. Pourtant, dans un premier temps, le succès n'est toujours pas au rendez-vous. Les sondes Ranger 1 et 2, lancées respectivement en août et en novembre 1961, n'atteignent pas la Lune à cause d'une défaillance du lanceur. Ranger 3, lancée en janvier 1962, passe à plus de 36 000 km de son objectif et ne fournit que quelques données spectrométriques. Ranger 4 s'écrase comme prévu sur le sol lunaire en avril 1962 mais elle n'envoie aucune image, probablement à cause d'une panne informatique. La sonde Ranger 5, enfin, manque la Lune de plus de 700 km au mois d'octobre 1962.

De leur côté, les Soviétiques tentent le premier alunissage en douceur avec l'envoi de la sonde Luna 4 le 2 avril 1963. Mais l'engin manque son objectif d'environ 8 500 km. En 1964, le programme américain Ranger reprend avec le lancement de Ranger 6 le 30 janvier. Trois jours plus tard, la sonde s'écrase comme prévu sur le sol lunaire mais elle ne transmet malheureusement aucune image de sa chute à cause d'une panne du système de télévision. Il faudra finalement attendre le mois de juillet 1964 pour assister au premier succès d'une sonde lunaire américaine. En effet, Ranger 7 parvient à envoyer plus de 4.000 clichés de la surface de la Lune avant de s'y écraser comme prévu. Le succès de Ranger 7 est suivi en février et mars 1965 par celui de Ranger 8 et 9.

Après les trois succès américains consécutifs, l'URSS réagit avec l'envoi en mai 1965 de la sonde Luna 5, dont le but est d'alunir en douceur. Hélas pour les Soviétiques, le système de rétrofusées est défectueux et l'engin s'écrase sur le sol lunaire. L'URSS lance ensuite Luna 6 en juin 1965, toujours dans le but d'alunir en douceur. Mais l'engin passe à environ 160 000 km de son objectif suite à une correction de trajectoire qui s'est mal déroulée. Un mois plus tard, les Soviétiques retrouvent le sourire avec la sonde Zond 3 qui survole la Lune à environ 9 000 km et envoie 25 photos de bonne qualité de la face cachée de notre satellite. Cependant, les missions Luna continuent d'échouer. Ainsi, Luna 7 et 8 s'écrase sur la Lune (respectivement en octobre et décembre 1965)  à cause du mauvais fonctionnement de leur système de rétrofusées.

Finalement, le 3 février 1966, la sonde Luna 9 parvient à se poser en douceur sur la Lune et transmet une trentaine de photos de sa surface. Puis, le 3 mai 1966, l'URSS réussit un nouvel exploit : la sonde Luna 10 est placée sur orbite lunaire et transmet de nombreuses données jusqu'à la fin du mois de mai. Les Américains répliquent quelques mois plus tard avec le lancement de Surveyor 1 le 30 mai et de Lunar Orbiter 1 le 10 août. La première se pose le 2 juin dans l'Océan des Tempêtes et envoie plus de 10 000 clichés de la surface lunaire. La seconde se place en orbite le 14 août et photographie des sites d'alunissage envisagés pour les missions Apollo.

Après le succès de Luna 9 et 10, les Soviétiques poursuivent sur leur lancée avec les sondes Luna 11, 12 et 13. Les deux premières se placent en orbite respectivement le 28 août et le 25 octobre tandis que la troisième se pose le 24 décembre afin d'analyser in situ le sol lunaire. De leur côté, les Américains envoient deux sondes à la fin de l'année 1966 : il s'agit de Surveyor 2 (qui s'écrase sur notre satellite le 22 septembre) et Lunar Orbiter 2 (qui se placent correctement en orbite lunaire le 9 novembre).

L'année 1967 est marquée par de nombreux succès américains. C'est la sonde Lunar Orbiter 3 qui ouvre le bal le 4 février : elle transmet des photos de sites susceptibles d'accueillir les futures missions Apollo avant de s'écraser au mois d'octobre. Surveyor 3 se pose sur notre satellite le 19 avril et envoie plus de 6 000 clichés ainsi que des données sur la composition du sol. Lunar Orbiter 4, lancée le 4 mai, envoie au total 193 photographies de la Lune et notamment de son pôle Sud. L'échec de Surveyor 4, qui s'écrase pour une raison inconnue quelques minutes avant le moment prévu de son atterrissage, sera le seul de l'année puisque Lunar Orbiter 5, Surveyor 5 et Surveyor 6 (lancées respectivement le 1er août, le 8 septembre et le 7 novembre) rempliront toutes les trois leur mission.

Avec le succès de la sonde Surveyor 7, qui se pose le 9 janvier 1968 dans le cratère Tycho, les Américains mettent fin à leur programme d'exploration automatisée pour se concentrer sur les missions habitées Apollo. Les Soviétiques, pour leur part, poursuivent l'exploration automatisée avec la sonde Luna 14, qui se place en orbite lunaire le 10 avril 1968 avec des instruments semblables à ceux de Luna 10. Plus innovante, Zond 5, lancée le 15 septembre de la même année, emporte des bactéries, des plantes ainsi que des animaux (mouches, tortues, etc.). Après avoir survolée notre satellite, l'engin revient sur Terre le 21 septembre : elle est le premier engin à accomplir cet exploit. Zond 6 et 7, lancées respectivement le 10 novembre 1968 et le 7 août 1969, sont également des succès, contrairement à Luna 15, qui s'écrase le 21 juillet 1969.

Lancée le 12 septembre 1969, la sonde soviétique Luna 16 réussit l'exploit de prélever puis de ramener sur Terre des échantillons du sol lunaire. Malheureusement pour l'URSS, ce succès passera plutôt inaperçu quelques mois après le triomphe d'Apollo 11. Zond 8, qui décolle le 20 octobre 1970, revient comme prévu sur Terre le 27 après avoir survolé notre satellite. Il s'agit de la dernière mission Zond. En revanche, le programme Luna se poursuit avec Luna 17 qui se pose sur la Lune en novembre et y dépose un robot d'exploration : le Lunokhod 1. Ce petit véhicule (pesant tout de même 756 kg !) guidé depuis la Terre parcourra au total 10,5 km à la surface de la Lune et enverra 20 000 clichés et 210 vues panoramiques. Après ce nouvel exploit, les Soviétiques reviennent à des missions plus conventionnelles avec Luna 18, 19 et 20. La première échoue au moment de la manoeuvre d'alunissage mais les deux autres sont des succès.

La sonde Luna 21 dépose le 8 janvier 1974 le second rover lunaire soviétique sur la Lune. Ce Lunokhod 2, plus gros lourd que le premier (840 kg), parcourra la distance record de 37 km et enverra 80 000 photographies et 86 vues panoramiques ! Ces chiffres auraient même pu être plus important si le véhicule n'était pas tombé dans un cratère secondaire le 9 mai. Couverts de poussière suite à cet incident, les panneaux solaires du Lunokhod 2 deviennent inefficaces et l'aventure du robot s'arrête là. Après cette mission, trois autres sondes Luna sont encore envoyées sur la Lune respectivement en juin 1974 (Luna 22), octobre 1974 (Luna 23, qui échoue) et août 1976 (Luna 24, qui ramène 170 g d'échantillons du sol) mais aucune d'entre elles n'emporte de Lunokhod.

Après cette dernière mission soviétique en 1976, plus aucun engin ne sera envoyée vers notre satellite avant le 24 janvier 1990 et le lancement de la sonde japonaise Hiten. Un peu plus tard, le 25 janvier 1994, les Etats-Unis envoie la sonde Clementine afin de cartographier la surface lunaire avec une grande précision. Lancée en janvier 1998, la sonde américaine Lunar Prospector a pour mission de se mettre en orbite autour de la Lune durant un an afin d’en dresser une cartographie complète (en particulier de la nature de son sol) et de faire un relevé de son champ magnétique et de son champ gravitationnel. Certaines de ses observations amenèrent à penser que de grandes quantités d'eau (sous forme de glace) se trouvaient sur notre satellite. Mais le crash volontaire de la sonde le 31 juillet 1999 n'a pas permis de le confirmer. Enfin, la dernière mission vers la Lune est européenne : il s'agit de la sonde SMART-1 qui est équipée d'un moteur ionique. Elle s'est placée en orbite lunaire le 15 novembre 2004.

Au total, 59 sondes ont été envoyées vers la Lune : 30 par l'URSS, 28 par les Etats-Unis, 1 par le Japon et 1 par l'Europe. Sur l'ensemble de ces missions, 21 ont échouées, ce qui représente un taux de réussite d'environ 64%. Deux futures missions vers notre satellite sont prévues : il s'agit des projets japonais Lunar A et Selene 1.

Exploration par des missions habitées

Le 25 mai 1961, le président des Etats-Unis, John Fitzgerald Kennedy, prononce un discours historique dans lequel il dit : 'I believe that this nation should commit itself to achieving the goal, before this decade is out, of landing a man on the Moon and returning him safely to the Earth'. Voici la traduction de cette célèbre phrase : 'Je suis persuadé que cette nation doit se consacrer à l'objectif d'envoyer, avant la fin de cette décennie, un Homme sur la Lune et de le faire revenir sain et sauf sur Terre'. Ainsi, le président Kennedy lance un défi à l'URSS mais aussi à son propre pays. A cette époque, les Etats-Unis sont en effet en retard dans le domaine spatial puisque toutes les grandes premières (premier satellite, premier Homme en orbite, première sonde survolant la Lune etc.) ont été obtenues par les Soviétiques.

Afin d'atteindre l'objectif fixé par le président Kennedy, la NASA lance un nouveau programme, baptisé Apollo. Malheureusement, tout commence par une catastrophe : le 27 janvier 1967, l'équipage d'Apollo 1 (Virgil Grissom, Edward White et Roger Chaffee) périt dans un incendie lors d'un test au sol. Suite à ce drame, de nombreuses modifications sont apportées à la cabine Apollo : remplacement de l'oxygène pur par un mélange d'azote et d'oxygène moins inflammable, installation d'une trappe de secours permettant d'évacuer très rapidement l'équipage en cas d'urgence, etc. Au total, pas moins de 1 341 modifications sont apportées pour un coût d'environ 500 millions de dollars. Nul doute que ces améliorations ont permis de fiabiliser la cabine Apollo et ont donc contribué au succès de la suite du programme.

Il faut ensuite attendre octobre 1968 pour qu'une nouvelle mission habitée soit lancée. Il s'agit d'Apollo 7 dont l'équipage se compose de Walter Schirra, Donn Eisele et Walter Cunningham. Le lancement, réalisé le 11 octobre par une fusée Saturn 1-B, se déroule sans problème et une fois placé en orbite terrestre, l'équipage réalise de nombreux tests (dont une simulation d'arrimage avec le module lunaire) destinés à préparer les missions vers la Lune. Après 11 jours passés en orbite, Apollo 7 revient sur Terre sans encombre.

Avec la mission Apollo 8, qui se déroule du 21 (date du lancement par une fusée Saturn 5) au 27 décembre 1968 (date du retour dans l'océan Pacifique), une nouvelle étape est franchie : les trois astronautes Franck Borman, James Lovell et William Anders deviennent alors les premiers Hommes à observer la face cachée de notre satellite de leurs propres yeux. En effet, lors de cette mission, leur vaisseau Apollo incomplet (puisque démuni de module lunaire) effectue dix orbites autour de la Lune. Enfin, il faut noter que Neil Armstrong et Edwin Aldrin font partie de l'équipage de réserve.

Le vaisseau d'Apollo 9, qui est lancé le 3 mars 1969 et à bord duquel se trouve les astronautes James McDivitt, David Scott et Russell Schweickart, est le premier du programme à emporter un module lunaire. Cependant, les trois hommes restent en orbite autour de la Terre puisque l'objectif de la mission est uniquement de tester le LM (Lunar Module) dans l'espace. De nombreuses manoeuvres sont donc réalisées avec celui-ci (séparation, arrimage, etc.) et elles se déroulent toutes parfaitement. De plus, malgré des problèmes de nausées, Russel Schweickart effectue une sortie extravéhiculaire. Le retour sur Terre du vaisseau, le 13 mars, s'effectue sans problème.

Lancée le 18 mai 1969, la mission Apollo 10 constitue la dernière répétition générale avant le premier pas de l'Homme sur la Lune. En effet, l'équipage (composé de Thomas Stafford, John Young et Eugene Cernan) effectue toutes les manoeuvres que les astronautes d'Apollo 11 réaliseront deux mois plus tard (mise en orbite lunaire, séparation du LM, arrimage, etc.) à l'exception bien sûr de l'alunissage. Cependant, le module lunaire s'approche tout de même à une quinzaine de kilomètres du sol lunaire afin de réaliser des repérages pour les futures missions du programme. Par la suite, tout se déroule normalement (hormis une mise en rotation inattendue du LM rapidement maîtrisée) et le vaisseau Apollo 10 revient sur Terre le 26 mai. Tous les objectifs ayant été parfaitement remplis, tout est prêt pour l'arrivée de l'Homme sur la Lune.

Le 16 juillet 1969, les trois astronautes d'Apollo 11 (Neil Armstrong, Edwin Aldrin et Michael Collins) s'envolent à bord d'une fusée Saturn 5 avec pour objectif de se poser sur la Lune. C'est ainsi que le 20 juillet, le LM (baptisé 'Eagle') se sépare du module de commande et commence sa descente vers le sol lunaire. Pourtant, la première tentative d'alunissage de l'histoire est plutôt mouvementée. En effet, dans les dernières minutes de la descente, l'ordinateur de bord affiche un message d'erreur : il reçoit trop de données à analyser et il est donc complètement saturé. Ceci oblige Neil Armstrong à prendre les commandes de l'appareil pour tenter un alunissage manuel. La situation est critique : le site d'alunissage prévu a été dépassé de plusieurs kilomètres suite au problème informatique et le carburant du LM est bientôt épuisé. Malgré cela, la salle de contrôle de Houston ne donne pas l'ordre d'abandonner la manoeuvre et après quelques minutes d'angoisse, la voix d'Armstrong annonce : 'Ici la base de la Tranquillité, l'Aigle s'est posé'. Après cette arrivée mouvementée, les deux astronautes présents dans le LM (Armstrong et Aldrin, Collins étant resté en orbite à bord du module de commande) se préparent pour fouler enfin le sol lunaire. Puis, le 21 juillet à 3h56 (heure de Paris), Armstrong descend l'échelle du module 'Eagle' et devient, devant des dizaines de millions de téléspectateurs, le premier Homme à marcher sur la Lune. Il prononce alors la célèbre phrase : 'C'est un petit pas pour l'homme, mais un bond de géant pour l'humanité'. Il est ensuite rejoint par Aldrin avec lequel il prélève 21,75 kg d'échantillons en 2h30 de sortie extravéhiculaire. Finalement, les deux astronautes reprennent place à bord du LM et rejoignent le module de commande. Le vaisseau Apollo 11 revient ensuite sur Terre sans encombre et l'équipage est récupéré le 24 juillet dans l'océan Pacifique.

Le 19 novembre 1969, le LM de la mission Apollo 12 se pose dans l'océan des Tempêtes avec à son bord Charles Conrad et Alan Bean. Les deux astronautes effectuent ensuite deux sorties extravéhiculaires d'un peu moins de quatre heures chacune aux cours desquelles ils récoltent 34,3 kg d'échantillons. D'autre part, ils récupèrent des pièces de la sonde Surveyor 3 qui s'étaient posé sur la Lune en 1967. Puis, après plus de 31h passées sur le sol lunaire, les deux astronautes repartent à bord du LM et rejoignent Richard Gordon resté dans le module de commande avant de rejoindre la Terre. Bref, la mission Apollo 12 se déroula exactement comme prévu et on peut dire que c'est à partir de cette mission que l'exploration scientifique de la Lune débuta réellement. Pourtant, tout avait failli basculer au décollage. En effet, le 14 novembre, quelques secondes après avoir quitté le sol, la fusée Saturn 5 avait été frappée par la foudre, déclenchant une alarme et allumant de nombreux voyants sur le tableau de bord du module de commande. Heureusement, après de nombreuses vérifications effectuées en orbite terrestre, le vaisseau s'était révélé en parfait état et la mission avait pu se poursuivre. Plus de peur que de mal donc... mais quelle frayeur tout de même !

La mission Apollo 13 est probablement la plus célèbre du programme (après Apollo 11 évidemment) : elle a en effet donné lieu au plus spectaculaire sauvetage de toute l'histoire de la conquête spatiale. Pourtant, le 11 avril 1970, James Lovell, John Swigert et Fred Haise quittent la Terre sans problème et commencent leur voyage vers la Lune. Celui-ci se déroule parfaitement normalement jusqu'au 13 avril. En effet, alors que les trois astronautes se trouvent à environ 320 000 km de la Terre, John Swigert reçoit l'ordre de brasser les réservoirs cryogéniques, ce qu'il fait : c'est alors qu'une violente explosion secoue le vaisseau. Très vite, l'équipage et les contrôleurs au sol comprennent la gravité de la situation : de l'oxygène s'échappe du module de service. L'alunissage semble dés lors impossible et la priorité est de ramener le plus vite possible l'équipage sur Terre. Malheureusement, la trajectoire du vaisseau au moment de l'incident empêche toute manoeuvre de demi-tour et il faudra donc se servir de l'attraction lunaire afin de renvoyer les trois hommes vers la Terre : économiser l'électricité devient alors primordial car celle-ci n'est plus produite par les piles à combustible, faute d'oxygène pour les faire fonctionner. Pour cela, tous les systèmes du module de commande (dont le chauffage) sont coupés ce qui oblige les astronautes à s'installer à bord du module lunaire. Mais celui-ci est conçu pour accueillir deux astronautes pendant environ deux jours. Or, cette fois, trois personnes sont à bord pour une durée de trois jours. Ainsi, un nouveau problème se pose : le taux de dioxyde de carbone à bord du LM devient inquiétant et le remplacement des filtres à air est indispensable. Heureusement, les ingénieurs de Houston trouvent un moyen de bricoler de nouveaux filtres à partir du matériel dont dispose les astronautes et tout rentre dans l'ordre. Mais le plus difficile reste alors à faire : la rentrée dans l'atmosphère. Après avoir redémarrer les systèmes du module de commande (qui ont 'survécu' malgré le froid extrême auquel ils ont été soumis), James Lovell, John Swigert et Fred Haise retournent dans celui-ci. Ils larguent alors le module de service puis leur canot de sauvetage, le module lunaire. Enfin, ils effectuent la rentrée dans l'atmosphère et leur capsule finit sa course dans l'océan Pacifique. Apollo 13 sera alors décrite comme un 'échec réussi' car l'alunissage a été annulé mais le sauvetage de l'équipage a été une vraie prouesse.

Alan Shepard, Stuart Roosa et Edgar Mitchell, qui composent l'équipage d'Apollo 14, s'envolent vers la Lune le 31 janvier 1971. Les objectifs de leur mission sont en fait ceux d'Apollo 13. Le site d'alunissage, par exemple, est le même : il s'agit du massif de Fra Mauro, où le module lunaire d'Apollo 14 se pose le 5 février. Ses deux occupants, Shepard et Mitchell, effectuent deux sorties extravéhiculaires d'un peu plus de 4h30 chacune au cours desquelles 42,8 kg d'échantillons sont récoltés. Cette récolte est d'ailleurs facilitée par un petit chariot, le Mobile Equipment Transporter (MET), qui permet aux astronautes de s'aventurer un peu plus loin du LM que lors des missions Apollo 11 et 12. En outre, comme lors d'Apollo 12, un ALSEP (Apollo Lunar Surface Experiment Package) est installé sur le sol lunaire afin d'effectuer plusieurs expériences scientifiques. Mais avant de quitter la Lune, Shepard effectue une autre expérience, beaucoup moins scientifique : il joue au golf ! Il n'a malheureusement pas pu mesurer la distance parcourue par la balle... Le retour sur Terre se déroule normalement et les trois hommes sont récupérés dans l'océan le 9 février.

Le vaisseau Apollo 15 quitte la Terre le 26 juillet 1971 avec à son bord les astronautes David Scott, Alfred Worden et James Irwin. Par rapport aux missions précédentes, de nombreuses modifications ont été apportées : plusieurs instruments scientifiques ont été installés sur le module de service, le LM a été amélioré afin d'assurer la survie de ses deux occupants pendant une plus longue période, un véhicule motorisé (le Lunar Roving Vehicle, plus connu sous le nom de Jeep lunaire) a été intégré au LM, etc. De plus, les membres de l'équipage ont reçu une formation en géologie plus poussée. Bref, la mission Apollo 15 est plus scientifique que médiatique. Grâce aux améliorations apportées au module lunaire, Scott et Irwin effectuent quatre sorties extravéhiculaires et récoltent près de 77 kg de roches. Mais surtout, grâce à la Jeep lunaire, ils explorent une très grande zone autour de leur site d'alunissage (situé près de la faille de Hadley et des monts Apennins) : ils parcourent au total plus de 27 km. Scott et Irwin quittent la Lune le 2 août pour rejoindre Worden. Les trois astronautes retournent alors vers la Terre et sont récupérés le 7 août dans l'océan Pacifique.

La mission Apollo 16 débute le 16 avril 1972 avec le décollage d'une fusée Saturn 5, qui emporte vers la Lune les astronautes John Young, Charles Duke et Kenneth Mattingly (ce dernier aurait dû participer à la mission Apollo 13 mais il avait été écarté, les médecins craignant qu'il attrape la rougeole). Environ trois jours plus tard, Young et Duke s'installent dans le LM et commencent leur descente vers le sol lunaire. Mais les deux astronautes se rendent compte que l'appareil ne se dirige vers le bon site d'alunissage. Young entreprend alors de corriger la trajectoire du LM mais l'éclairage de la surface est tel qu'il a dû mal à distinguer le relief. Or, s'il se pose sur un terrain trop incliné, le module lunaire pourrait basculer sur le côté. Finalement, l'alunissage se passe bien et quelques heures après, Young et Duke commencent leur première sortie extravéhiculaire. Ils se rendent alors compte qu'ils se sont posés à une trentaine de mètres à peine d'une pente de 10° ! Après voir déployé l'ALSEP, les deux astronautes entament l'exploration de la zone (située à proximité du cratère Descartes) : ils sont notamment à la recherche de roches volcaniques. Cependant, malgré plus de 20 heures passées hors du LM et 94 kg d'échantillons récoltés, aucune trace de volcanisme ne sera découverte au cours de cette mission. Young et Duke rejoignent Mattingly le 23 avril et les trois astronautes sont récupérés le 27, toujours dans l'océan Pacifique.

Dernière mission du programme, Apollo 17 est pourtant la première à comprendre un 'vrai' scientifique de formation dans son équipage. Il s'agit d'Harisson Schmitt, qui a reçu son doctorat de géologie à Harvard. Il est accompagné par Eugene Cernan et Ronald Evans. Le décollage de leur fusée Saturn 5 a lieu le 7 décembre 1972 et le 11, le LM se pose dans une vallée de la mer de la Sérénité. Cernan et Schmitt débutent ensuite leur première sortie extravéhiculaire par le déploiement de l'ALSEP et le dépliage de la Jeep lunaire. Cependant, les premiers échantillons récoltés déçoivent quelque peu le géologue de la mission. Mais lors de la seconde sortie extravéhiculaire, les deux astronautes font une découverte étrange : de la poussière orange ! Ils en prélèvent évidemment une partie afin de pouvoir la faire analyser sur Terre. Enfin, après la troisième excursion hors du LM, il est temps pour Cernan et Schmitt de rejoindre Evans, resté en orbite lunaire. Le vaisseau Apollo 17 est récupéré le 19 décembre 1972 dans l'océan Pacifique. Avec 110 kg d'échantillons récoltés et un peu plus de 22 heures d'activités extravéhiculaires, Apollo 17 constitue un très beau bouquet final pour le programme Apollo.

Le programme Apollo a permis à 12 hommes de marcher sur la Lune : Neil Armstrong, Edwin Aldrin, Charles Conrad, Alan Bean, Alan Shepard, Edgar Mitchell, David Scott, James Irwin, John Young, Charles Duke, Eugene Cernan et Harisson Schmitt. Six autres astronautes se seraient trouver sur cette liste si les missions Apollo 18, 19 et 20 n'avaient pas été annulées pour cause de restrictions budgétaires. Ainsi, le programme Apollo a démontré qu'en matière de conquête spatiale rien n'est impossible, à condition de bénéficier d'une forte volonté politique et de moyens financiers conséquents.

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Éclipses de Soleil

Il en existe deux types : les éclipses totales (cliquez ici pour voir un schéma) et les éclipses annulaires (cliquez ici pour voir un schéma). En réalité, il s'agit du même phénomène (l'alignement du Soleil, de la Lune et de la Terre) mais dans le cas d'une éclipse annulaire, la Lune se situe trop loin de la Terre pour masquer entièrement le disque solaire. En effet, pour qu'une éclipse totale se produise, il faut que le diamètre apparent de notre satellite soit supérieur ou égal à celui du Soleil, ce qui n'est pas toujours le cas puisque les orbites de la Lune (autour de la Terre) et de la Terre (autour du Soleil) ne sont pas des cercles parfaits. La phase totale ou la phase annulaire ne dure que quelques minutes (7 minutes et 30 secondes au maximum) et n'est visible que sur une bande géographique relativement étroite. En dehors de cette zone, les observateurs ne voient qu'une éclipse partielle : la Lune masque en partie le Soleil mais les centres des deux disques ne se confondent à aucun moment. En en lieu donné, les éclipses de Soleil sont plus rares que les éclipses de Lune : d'après le cycle de Saros, sur une période de 6585,321 jours, soit 18 ans 10, 11 ou 12 jours et 8 heures (selon le nombre d'années bissextiles dans la période considérée), on compte en moyenne 84 éclipses dont 42 de Soleil (14 éclipses partielles et 28 éclipses centrales) et 42 de Lune. Enfin, n'oubliez pas que pour observer une éclipse de Soleil il faut absolument porter des lunettes spéciales et installer sur les instruments d'observation tels que les télescopes ou les paires de jumelles des filtres à placer devant l'objectif.

[ Schéma d'une éclipse totale - Schéma d'une éclipse annulaire ]

Éclipses de Lune

Les éclipses de Lune sont plus fréquentes que les éclipses de Soleil : il peut y en avoir jusqu'à trois dans la même année. De plus, les éclipses de Lune présentent l'avantage de pouvoir être admirées sans aucun matériel particulier (même si, pour profiter pleinement du spectacle, il est préférable de s'équiper d'une paire de jumelles). Le mécanisme d'une éclipse de Lune est très simple à comprendre (cliquez ici pour voir un schéma). La Terre, comme tout objet éclairé par le Soleil, projette derrière elle une ombre. Lorsque notre satellite traverse le cône d'ombre de la Terre, il se produit une éclipse de Lune. Cependant, l'atmosphère terrestre dévie une partie de la lumière solaire à l'intérieur du cône d'ombre, ce qui explique que la Lune apparaisse rougeâtre et reste donc visible. Si l'orbite de la Lune autour de la Terre n'était pas inclinée d'environ 5° par rapport à l'écliptique, le phénomène se reproduirait à chaque Pleine Lune. La totalité d'une éclipse de Lune (c'est-à-dire lorsque notre satellite se trouve entièrement dans le cône d'ombre de la Terre) dure le plus souvent un peu plus d'une heure.

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