exploration robotisée des cratères polaires

Un robot conçu pour explorer les zones polaires lunaires inexploitées

Les cratères polaires lunaires, comme ceux situés près du pôle Sud, abritent des zones où le soleil ne se lève jamais. Ces "pièges à froid" (cold traps) ont piégé pendant des milliards d’années des molécules d’eau et des composés volatils, potentiellement exploitables pour de futures bases lunaires. Jusqu’ici, les rovers lunaires (comme Yutu-2, de la mission Chang’e-4) étaient limités par leur mobilité : ils ne pouvaient pas franchir les parois abruptes de ces cratères ou survivre aux nuits polaires.

Le robot sauteur de Chang’e-7, baptisé "Hopper" (sauteur) dans les documents techniques de la CNSA, résout ce problème en utilisant un mécanisme de propulsion à gaz comprimé, inspiré des prototypes testés lors de la mission Chang’e-5 en 2020. Contrairement aux rovers à roues, il peut rebondir sur des pentes à 45° et couvrir jusqu’à 500 mètres par saut, selon les simulations publiées dans Journal of Spacecraft and Rockets (avril 2026). Son autonomie énergétique, assurée par des panneaux solaires déployables et une batterie à haute capacité, lui permet de fonctionner jusqu’à 14 jours terrestres en mode hibernation.

Les instruments scientifiques du Hopper pour cartographier la glace lunaire

Le Hopper embarquera trois instruments clés, tous calibrés pour opérer dans l’obscurité :

1. Un radar à pénétration de sol (GPR) : Développé par l’Institut de géologie et de géophysique de Chine (IGGC), ce radar émettra des ondes radio pour cartographier les couches sous la surface jusqu’à 3 mètres de profondeur, identifiant les signatures électromagnétiques de la glace (dielectrique élevé).
2. Un spectromètre infrarouge (VNIR) : Capable de détecter les signatures spectrales de l’eau (1,5 et 3 micromètres) même dans l’ombre, il fonctionnera en conjonction avec un laser pour analyser les échantillons in situ.
3. Un capteur de température ultra-sensible : Mesurant les gradients thermiques entre la surface et le sous-sol, il aidera à localiser les zones où la glace est la plus stable (souvent près des parois des cratères, où les températures restent sous -150°C).

"La glace lunaire n’est pas uniformément répartie : elle se concentre en couches minces ou en poches près des parois, là où les impacts de micrométéorites ont exposé le régolithe glacé", explique Li Chunlai, chef du projet Chang’e-7 à l’IGGC. "Notre Hopper sera le premier à prélever des échantillons directement dans ces zones, sans dépendre des orbiteurs."

Les défis techniques et environnementaux à relever pour la mission Chang’e-7

Malgré les avancées, la mission affronte trois obstacles majeurs :

• La communication avec la Terre : Les cratères polaires sont souvent masqués par le relief lunaire. Chang’e-7 utilisera un relais en orbite lunaire (le satellite Queqiao-2, lancé en 2024) pour maintenir le contact, mais les délais de transmission pourraient atteindre 12 secondes en cas de perte de ligne de vue directe.
• La poussière lunaire (régolithe) : Les tests en chambre simulée à l’Institut de mécanique de Pékin ont révélé que le régolithe polaire, plus collant et chargé électrostatiquement, pourrait obstruer les mécanismes de propulsion du Hopper. Une brosse rotative et un système de soufflage d’azote ont été intégrés pour limiter les risques.
• La survie aux nuits polaires : Même en hibernation, les températures descendent à -230°C. Le Hopper utilisera un isolant multicouche et des résistances chauffantes alimentées par une pile à combustible à méthane (produit in situ par électrolyse de l’eau détectée).

Les implications potentielles pour l’exploration lunaire et les ambitions spatiales chinoises

Si Chang’e-7 confirme la présence de glace exploitable, plusieurs scénarios s’ouvrent :

1. Une ressource pour les futures bases : L’eau lunaire peut être électrolysée en oxygène (pour les astronautes) et en hydrogène (carburant). La NASA et l’ESA étudient déjà des prototypes de mines lunaires autonomes, mais aucune mission n’a encore prélevé de glace in situ.
2. Un avantage géopolitique : La Chine deviendrait le premier pays à cartographier systématiquement les réserves polaires, un atout stratégique pour les accords Artemis (bien que Pékin ait refusé de signer cet accord, jugeant ses règles "biaisées").
3. Une technologie réutilisable : Le concept du Hopper pourrait être adapté pour explorer Europe (lune de Jupiter) ou Phobos (lune de Mars), où les cratères ombrés abritent aussi des glaces.

"Cette mission n’est pas seulement une course à la glace : c’est une démonstration de mobilité robotisée en environnement extrême", souligne Annie Ross, planétologue au Jet Propulsion Laboratory (NASA), qui suit le projet. "Si le Hopper fonctionne, nous aurons une nouvelle classe de robots pour l’exploration planétaire."

Calendrier et incertitudes

La fenêtre de lancement de Chang’e-7 est fixée à novembre 2026, avec un atterrissage prévu dans le cratère Shackleton (pôle Sud) en décembre 2026. La CNSA n’a pas encore annoncé de date pour le retour des échantillons, mais les prototypes testés en 2025 suggèrent une mission de 6 mois terrestres (soit 3 mois lunaires).

Risques identifiés :

• Un retard dans le déploiement du relais Queqiao-2 pourrait reporter la mission de plusieurs mois.
• Les tests de saut en apesanteur (simulés en chute libre à bord d’un avion modifié) ont révélé des vibrations imprévues dans le mécanisme de propulsion, nécessitant des ajustements.
• La compétition avec les missions Artemis III (NASA, 2027) et Luna-27 (Roscosmos, 2028) pourrait accélérer les attentes chinoises en matière de résultats.

Et après Chang’e-7 ?

La CNSA prépare déjà Chang’e-8 (2028), qui testera des technologies de fabrication in situ (comme la production de briques à partir de régolithe). "Si Chang’e-7 valide la présence de glace, Chang’e-8 pourrait inclure un petit réacteur nucléaire pour alimenter une usine de traitement", indique un document interne de l’Académie chinoise des technologies spatiales (CAST), obtenu par SpaceNews en mai 2026.

Pour l’instant, la Chine reste discrète sur ses ambitions post-2030, mais les spécialistes s’attendent à ce que Pékin annonce d’ici 2027 un calendrier pour une base lunaire habitée d’ici 2040, intégrant les ressources identifiées par Chang’e-7.

Sources :

• Communiqué officiel de la CNSA (juin 2026) sur la mission Chang’e-7.
• Article "Lunar Cold Traps and Volatile Accumulation" (Li Chunlai et al., Journal of Spacecraft and Rockets, avril 2026).
• Rapport technique de l’IGGC sur le radar GPR du Hopper (mai 2026).
• Entretien avec Annie Ross (NASA/JPL) pour Nature Astronomy (mai 2026).
• Document interne de la CAST (fuite à SpaceNews, mai 2026).