| Organisation |  CNSA |
|---|---|
| Programme | Chang'e |
| Domaine | Étude de la Lune |
| Type demission | Orbiteur |
| Statut | Mission achevée |
| Base de lancement | Xichang |
| Lancement | 10h05 UTC |
| Lanceur | Longue Marche 3A |
| Fin de mission | |
| Durée | 1 an 4 mois 6 jours |
| Durée de vie | 1 an (prévu) |
| Identifiant COSPAR | 2007-051A |
| Masse au lancement | 2 350 kg |
|---|---|
| Masse instruments | 140 kg |
| Propulsion | Chimique |
| Ergols | Peroxyde d'azote ethydrazine |
| Masse ergols | 1 200 kg |
| Contrôle d'attitude | Stabilisé 3 axes |
| Source d'énergie | Panneaux solaires |
| Puissance électrique | 1 450 W |
| Orbite | Polaire |
|---|---|
| Périapside | 195,53 km |
| Apoapside | 202,07 km |
| Inclinaison | 88,2° |
| CELMS | Radiomètremicro-onde |
|---|---|
| Stereo Camera | Camérastéréoscopique |
| IIM | Spectromètreinterférométrique |
| LAM | Altimètrelaser |
| GRS | Spectromètre àrayon gamma |
| XRS | Spectromètre àrayon X |
| HPD | Détecteur de particules |
| SWID | Détecteur de particules |
Chang'e 1 ouCE-1 (duchinois : 嫦娥一号 ;pinyin : cháng'é yī hào, deChang'e, déesse de la Lune dans lamythologie chinoise) est unesonde spatialelunairechinoise lancée le. Chang'e 1 dont l'objectif est d'étudier la surface et l'environnement de la Lune en préparation d'un atterrissage est la première mission duprogramme d'exploration lunaire de la Chine.
La sonde de type orbiteur est équipée de 8 instruments scientifiques dont unecaméra stéréoscopique à haute résolution, unaltimètrelaser, unspectromètre àrayon X ou encore un détecteur devent solaire. Les objectifs de la mission sont de dresser une carte en 3 dimensions de la surface lunaire, d'étudier la répartition des éléments chimiques et de caractériser l'environnement de la Lune.
La sonde se place en orbite autour de la Lune le. La mission s'achève 495 jours après son lancement lorsque la sonde est désorbitée et heurte la surface lunaire le dans laMer de la Fertilité, non loin du site d'atterrissage de la sondesoviétiqueLuna 16.
Le premier projet de sonde lunaire chinoise remonte à 1962, proposé par l'Université de Nankin, mais il n'est pas retenu. La question se pose finalement sérieusement en 1994 après le succès de la sondeHiten envoyée par le Japon, qui démontre que l'exploration lunaire n'est pas limitée qu'auxdeux Grands, mais la priorité est alors donnée au plus ambitieuxprogramme habité. En 1995, le directeur de la recherche spatiale de l'Académie chinoise des sciences, Jiang Jingshan, annonce qu'un projet d'orbiteur lunaire est à l'étude. La mission Chang'e 1 est finalement approuvée le sous le nom officiel de projet 211, avec un budget de 1,4 milliard de yuan (140 millions d'euro)[1].
Les objectifs scientifiques sont les suivants :
La sonde doit également aider à déterminer des sites pour les futurs atterrissages du programme et tester la capacité de communication dans l'espace profond[2].
Afin d'économiser le développement d'un engin totalement nouveau et d'utiliser des technologies ayant déjà fait leur preuve, il est choisi de réutiliser le bus d'un satellite de télécommunicationDong Fang Hong 3 de l'Académie chinoise de technologie spatiale. Le corps de la sonde est de forme cubique et de dimensions 2,2 × 1,72 × 2,2 m, avec une structure construite autour d'un réservoir cylindrique entouré de panneaux ennid d'abeilles, avec un module supérieur et un module inférieur. La masse totale au lancement de la sonde est de 2 350 kg, dont 1 200 kg de carburant. Lecontrôle thermique est évalué à l'aide de capteurs et obtenu via plusieurs couches isolantes, peinture thermique,caloducs, et un système de chauffage[3].
La propulsion principale est assurée par un uniquemoteur-fusée à ergols liquides d'une poussée de 490 N brûlant le couple hypergoliqueperoxyde d'azote ethydrazine stocké dans des réservoirs mis sous pression par de l'hélium. Ce propulseur est allumable plusieurs fois mais sa poussée n'est pas modulable ni orientable. Il est utilisé lors des manœuvres importantes telles que les changements d'orbite[3].
La sonde eststabilisé sur 3 axes, c'est-à-dire qu'elle dispose d'un système afin de maintenir son orientation. Cela permet aussi bien de maximiser l'énergie reçue par les panneaux solaires que de pointer les instruments scientifiques vers leurs cibles. Le moteur principal étant fixe, cela permet également de maintenir l'orientation de la sonde durant sa mise en marche. L'attitude est déterminée à l'aide decapteurs solaires, deviseurs d'étoiles, degyroscopes et de capteurs àultra-violet. L'orientation est modifiée à l'aide deroues de réaction et de deux grappes de 6 propulseurs de 10 N chacun. Laprécision de pointage obtenue est inférieure à1° (3σ) et la précision de maintien est de 0,01°/s[3].
La sonde se fournit en énergie à l'aide de deux ailes comportant chacune troispanneaux solaires, soit une envergure totale de 18 m pour une surface de 22,7 m2 une fois déployées. La puissance électrique maximale produite est de 1 450 W et l'énergie est stockée dans desbatteries nickel-hydrogène[3]. La charge utile reçoit une puissance électrique de 161 W[2].
Pour les télécommunications avec le contrôle au sol, la sonde utilise uneantenne parabolique orientable grandgain de 60 cm de diamètre qui se déploie une fois en orbite et 4 antennes omnidirectionnelle de faible gain. Les transmissions se font enbande S, avec un débit des données vers le sol de 3 Mo/s[3].
La sonde emporte en tout 8 instruments scientifiques. Six d'entre eux sont des instruments detélédétection destinés à l'observation directe de la Lune. Aucun n'est mobile et ils reposent donc sur l'orientation globale de la sonde pour pointer vers leur sujet d'étude. Ces instruments sont :
Les deux instruments restants sont destinés à l'étude des particules et à l'environnement in-situ de la sonde. Ces instruments sont :
Le lancement de la sonde a lieu le à10 h 6 UTC depuis labase de lancement de Xichang à bord d'une fuséeLongue Marche 3A. L'évènement est diffusé en direct à la télévision et 2 500 personnes assistent à l'évènement depuis des gradins situés à 2,5 km du pas de tir. La sonde est d'abord placée sur une orbite terrestre très elliptique de 205 × 50 930 km avec une inclinaison26°, et unepériode de révolution de 16 h. Sonpérigée est ensuite hissé à 600 km.
Durant les deux semaines suivantes l'engin spatial réalise trois manœuvres afin d'hisser sonapogée à 70 000 km, 120 000 km puis 380 000 km. La sonde atteint finalement les10,9 km/s nécessaire à l'injection trans-lunaire lorsque son moteur principal est mis à feu durant 14 minutes. Le à3 h 37 UTC elle s'insère sur une orbite elliptique de 200 × 8 600 km qu'elle parcourt en 12 h, en réduisant sa vitesse de2 300 m/s à1 948 m/s. L'orbite est ajustée le à 213 × 1 700 km avec une périodicité de 3,5 h. Une dernière manœuvre le permet de placer l'engin spatial dans son orbite de travail, calculée plus tard à 195,53 × 202,07 km avec une inclinaison de88,2°[4].
L'orbite est ajustée trois fois en, il reste alors 270 kg d'ergols. Le, la sonde exécute deux manœuvres afin de réduire son orbite de 200 km à 100 km d'altitude. Trois jours plus tard elle plonge à seulement 15 km au-dessus de la surface lunaire avant de retourner sur une orbite de 100 km le. Le le centre de contrôle commande à la sonde une manœuvre l'emmenant s'écraser sur le sol lunaire, mettant fin à la mission après 495 jours. Le lieu de l'impact est déterminé à 1,5 ° S et 52,36 ° E, proche du cratèreTaruntius et non loin de l'équateur dans lamer de la fertilité, à proximité du site d'atterrissage deLuna 16. La caméra fonctionna pour les derniers 49 km de la descente[5].
Les premières images de la surface lunaire sont prises le, puis rendues publiques le lors d'une cérémonie àPékin par le premier ministreWen Jiabao. La sonde photographia d'abord entre75° Nord et75° Sud, puis se concentra sur les pôles. Une éruption solaire fut observée le. Le, un rapport annonça que 700 heures soit 2,76 To de données avaient été transmis au cours de 3 024 révolutions autour de la Lune[5].
La carte définitive de la Lune obtenue grâce à la mission est publiée en, faisant de la Chine le troisième pays à publier ses propres cartes lunaires, après l'Union Soviétique et lesÉtats-Unis. D'une précision de 1:2500000, elle détaillait également l'élévation du terrain. L'Union Astronomique Internationale approuva le baptême de 14 lieux (cratère, bassin d'impact, volcan), nommés d'après des scientifiques chinois. La sonde photographia les sites d'atterrissages d'Apollo 12, 14 et 15[6].
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