Lune

Dorn : l’instrument français qui part sur la Lune avec Chang’e 6

Publié le 03 mai 2024

La mission chinoise Chang’e 6 a décollé, vendredi, pour un retour d’échantillons de la face cachée. Elle embarque Dorn, un instrument conçu par l’Irap et chargé de mesurer le gaz radon sur la Lune.

La fusée chinoise, Long March 5, qui embarque l’alunisseur Chang’e 6 a décollé ce vendredi 3 mai 2024 à 11h27. Cette mission d’une cinquantaine de jours doit ramener des échantillons de la face cachée de la Lune. Une première. Chang’e 6 emporte dans ses bagages un spectromètre alpha nommé Dorn. Il sera le premier instrument français à se poser sur la Lune. C’est le laboratoire toulousain Irap a été choisi par le CNES pour fournir ce spectromètre alpha qui doit mesurer le gaz radon pour nous permettre d’en apprendre plus sur la fine exosphère autour de la Lune.

Un retour d’échantillons de la face cachée

La France sur la Lune

Interview vidéo de Pierre-Yves Meslin

Que va étudier Dorn ?

Audio : écoutez la rubrique Toulouse Capitale des Étoiles sur le lancement de Chang’e 6 (3:27 mn)

Revivez le lancement de Chang’e 6

(MàJ 03/05/2024) L’alunisseur chinois doit arriver sur le sol de la Lune dans la nuit du 1ᵉʳ au 2 juin

Le 3 mai à 11h27 heure de Paris, la fusée Long March 5 a décollé du site de Wenchang sur l’île de Hainan.

Séquence de lancement

11h27, la fusée Long March a allumé ses moteurs YF-77 et ses quatre boosters YF-100
11h30, après 3 minutes de vol, les boosters se sont séparés
11h32, la coiffe s’est à son tour détachée pour libérer la charge utile
11h35, séparation du premier étage
12h04, le second étage a libéré Chang’e 6 qui poursuit son transit lunaire

Dorn, l’instrument français, sera allumé 2 jours et 19h après le décollage pour réaliser une première cartographie du radon à la surface de la Lune.

Chang’e 6 doit atterrir début juin au sud-ouest du cratère Apollo dans le bassin d’impact d’Aitken dans l’hémisphère sud.
© CNSA

Un retour d’échantillons de la face cachée

Pour la première fois, Chang’e 6 va ramener des échantillons de la face cachée de la Lune à l’issue d’une mission de 50 jours

Chang’e 4 avait déjà réussi une première en 2019. Se poser pour la première fois sur la face cachée de la Lune. Presque deux ans plus tard, la mission Chang’e 5 ramenait des échantillons de la face visible de la Lune, pour la première fois depuis Luna 24 en 1976. La sixième mission d’exploration de la Lune, Chang’e 6, elle, doit effectuer, pour la première fois, un retour d’échantillons de la face cachée. L’alunisseur sera quasiment identique à Chang’e 4, dont une maquette est présentée dans les jardins de la Cité de l’espace. La fusée Long March 5 doit décoller de l’île d’Hainan avant d’effectuer un transit vers la Lune pendant près d’un mois avant d’atterrir dans le sud-ouest du cratère Apollo situé dans l’hémisphère sud de la face cachée.

Un terrain très intéressant scientifiquement

Contrairement à ce qu’on pourrait imaginer, les deux faces de la Lune, ne sont pas tout à fait similaires. « La face cachée et la face visible sont relativement asymétriques », indique Pierre-Yves Meslin, le responsable scientifique de la mission Dorn. « Il y a des différences en termes de composition chimique, de géophysique et dans l’hémisphère sud de la face cachée, il y a le South Polar Aitken, qui, dans l’histoire primitive de la Lune, a permis d’excaver des roches du manteau. Et en allant récolter des échantillons dans cette région-là, on espère pouvoir à la fois récolter des fragments de roche qui proviennent des hauts plateaux et des roches du manteau. »

La France sur la Lune

L’instrument Dorn, développé par l’Irap va mesurer le radon de la Lune

Dès 2019, la Chine a proposé à la France d’embarquer l’un de ses instruments. Le CNES a lancé un appel d’offre. C’est le projet Dorn qui a été sélectionné fin 2019, pour une livraison en août 2023. « Il s’agit de la première collaboration franco-chinoise dans le domaine de l’exploration du Système solaire. Il y avait eu de petites contributions sur une mission martienne ou sur Change’1 mais c’est vraiment la première livraison “hardware”, d’un instrument scientifique à la Chine. Et il s’avère que c’est le premier instrument français qui sera développé à la surface de la Lune », détaille Pierre-Yves Meslin. En effet, si des réflecteurs lasers français avaient été déposés par les atterrisseurs soviétiques Lunokhod 1 et Lunokhod 2, en 1970 et 1973, Dorn sera le premier instrument français actif sur la Lune.

Le lander de Chang’e 6 est similaire à celui de Chang’e 4, dont la maquette est présentée ici à la Cité de l’espace. L’instrument Dorn doit être installé là où se trouve le cercle violet, à l’abri de la lumière du soleil.
© Cité de l’espace

L’instrument Dorn est doté de huit capteurs. Quatre seront orientés vers le ciel et l’horizon pour mesurer le radon. Les quatre du bas seront orientés vers la surface pour mesurer le polonium.

Que va étudier Dorn ?

L’instrument français Dorn doit étudier le radon à la surface de la Lune

Depuis les missions Apollo, on sait que la Lune est dotée d’une exosphère, une fine couche de gaz à sa surface. Cette exosphère provient des particules de vent solaire, des météorites qui frappent la Lune, mais aussi d’un dégazage qui vient de la Lune elle-même. Or, le radon ne peut provenir que de la Lune. L’objectif de Dorn est, donc, de mesurer la part du dégazage dans l’exosphère de la Lune et le transport des gaz dans cet environnement. « On souhaiterait aussi mieux comprendre le transport de la poussière lunaire », indique le responsable scientifique de Dorn. « Le radon en suspension dans l’exosphère de la Lune va se transformer en un autre élément, le polonium, qui va créer un vernis radioactif à la surface de la Lune. Mais il sera perturbé si la poussière lunaire est en mouvement ».

De premières mesures en orbite

Avant d’alunir, Dorn va fonctionner en orbite. « On a réussi à convaincre les Chinois d’allumer notre instrument en orbite autour de la Lune. Donc, on va aussi faire une cartographie du radon, avoir une compréhension globale avant de faire des mesures plus précises dans cette région et de comparer le local et le global ». Dorn est un spectromètre alpha qui est fixé sur la paroi de l’atterrisseur. « C’est un instrument passif, on attend que les particules alpha, le radon lorsqu’il se désintègre, atteigne nos détecteurs. Quatre détecteurs vont pointer vers le ciel et l’horizon et les quatre autres vont être inclinés vers la surface pour mesurer le polonium. On va pouvoir mesurer les équilibres entre radon dans l’atmosphère et polonium sur la surface », ajoute Pierre-Yves Meslin*.*