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Liste des sondes spatiales

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Cet article présente la liste des sondes spatiales développées pour explorer les différents corps célestes du système solaire : Lune, planètes et leurs satellites, petits corps et Soleil.

  • Les missions sont regroupées par objectif : une mission peut donc être mentionnée plusieurs fois si elle effectue des observations successives de plusieurs corps.
  • Les missions futures confirmées ou à un stade très avancé d'étude sont également recensées.
  • Sont exclus les projets de missions spatiales annulés ou en attente de sélection.
  • Les survols découlant de manœuvres d'assistance gravitationnelle sans qu'il y ait de collecte significative de données scientifiques sont également mentionnés mais isolés dans des paragraphes spécifiques.
Schéma représentant la position des engins spatiaux dans le Système solaire ayant quitté le champ gravitationnel de la Terre hors observatoires et télescopes spatiaux (mai 2020).

Synthèse

Entre le début de l'ère spatiale (1958) et 2020 moins de 300 engins spatiaux ont été lancés dans le but d'explorer le système solaire. La fréquence des lancements est plus élevée au cours des quinze premières années pour plusieurs raisons : une course à l'espace est engagée entre les deux puissances spatiales (États-Unis et URSS), les sondes spatiales sont peu fiables et sont fréquemment lancées par paires. Il s'agit par ailleurs d'engins de petite taille emportant une charge utile limitée donc avec un coût de fabrication et une phase de développement réduits. La décennie 1980 est la plus creuse. Les enjeux de prestige politique ne sont plus aussi présents, l'Union soviétique ralentit son programme d'exploration spatiale tout comme la NASA qui, de son côté, peine à financer le développement de sa navette spatiale. Au cours des deux dernières décennies le rythme moyen de lancement est de une à trois sondes spatiales par an. Dans les tableaux récapitulatifs ci-dessous on constate une augmentation très nette des lancements pour la décennie 2020 (chiffres tout à la fois partiels et en partie basés sur des annonces qui pourraient ne pas être confirmées). Trois facteurs sont à l'origine de cette évolution : les annonces associées au programme Artemis des États-Unis, le programme lunaire ambitieux annoncé par la Russie dont le calendrier a toutefois tendance à être régulièrement repoussé et la montée en puissance de plusieurs pays comme la Chine et l'Inde.

Lune

Nombre de sondes spatiales à destination de la Lune, par pays et par décennie.

Au début de l'ère spatiale (décennies 1950/1960) la Lune, située à faible distance de la Terre, est le principal objectif des premières sondes spatiales lancées par l'homme. En cette période de guerre froide c'est le terrain d'affrontement de l'Union soviétique et des États-Unis dans le domaine de l'exploration spatiale. Le taux d'échec des premières missions est très élevé car il faut mettre au point de nouvelles technologies. Entre 1958 et 1973 les deux puissances spatiales vont successivement lancer des orbiteurs, des atterrisseurs et dans le cas de l'Union soviétique des astromobiles (rovers) et des missions ramenant des échantillons du sol lunaire sur Terre. Les missions robotiques de l'agence spatiale américaine, la NASA, sont là en appui du programme Apollo qui envoie plusieurs missions avec équipage à la surface la Lune à compter de 1969. Au milieu des années 1970 l'exploration spatiale se détourne de la Lune pour se porter vers les planètes, plus lointaines et associées à des enjeux scientifiques jugés plus importants.

Précédée par le Japon en 1990, de nouvelles nations spatiales choisissent à compter des années 2000 de faire leur début comme leurs prédécesseurs en explorant la Lune. La Chine à compter de 2007 et l'Inde à compter des 2008 envoient des sondes spatiales pour étudier notre satellite. La Chine démontre sa maitrise croissante des technologies spatiales en déposant sur le sol lunaire le l'astromobile Yutu au cours de la mission Chang'e 3. Il s'agit du premier engin spatial déposé à la surface de la Lune depuis 1976. Début 2019, ce pays effectue le premier atterrissage en douceur sur la face cachée de la Lune (mission Chang'e 4. En 2020, l'Inde échoue dans sa tentative de poser un atterrisseur à la surface de notre satellite (Chandrayaan-2) tandis que la Chine effectue avec succès la première mission de retour d'échantillons (Chang'e 5) depuis les années 1970.

De son côté la NASA relance à la fin des années 2000 son programme d'exploration de la Lune dans le cadre de ses projets de retour de l'homme à la surface de notre satellite. Ces missions viennent de nouveau en soutien des futures missions avec équipage. Une première vague de missions, lancées entre 2009 et 2013, est liée au programme Constellation annulé en 2010. Une deuxième vague est programmée dans les années 2020 en lien avec le programme Artemis. De son côté la Russie réactive son programme d'exploration du système solaire avec ses missions Luna programmées au cours de la décennie 2020 qui rencontrent toutefois des problèmes de financement.

La miniaturisation et l'abaissement des coûts des sondes spatiales sont facilitées par l'évolution des technologies spatiales. La Lune, toute proche, est retenue pour servir de banc d'essais pour cette nouvelle catégorie d'engins. Le prix Google Lunar X Prize vise à inciter le développement d'atterrisseurs lunaires emportant une charge utile symbolique par de petites équipes indépendantes des agences spatiales. Aucune ne parvient à tenir l'échéance fixée. Néanmoins plusieurs projets se poursuivent dont au moins une est lancé (Beresheet). La NASA de son côté finance le développement de plusieurs CubeSats emportant des charges utiles scientifiques qui devraient être placés en orbite de la Lune au début de la décennie 2020.

Années 1950

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Années 1960

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Années 1970

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Années 1980 et 1990

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Années 2000

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Années 2010

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Années 2020

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CubeSats

Les CubeSats sont des engins spatiaux de très petite taille (de 1 à quelques dizaines de kilogrammes) dont l'architecture répond à des contraintes de dimension et de masse normalisées et très restrectives : l'unité de base est un cube de 10 centimètres de côté pesant un kilogramme (CubeSat 1U). Un CubeSat dit 6U est un engin dont les dimensions et la masse sont équivalentes à six de ces cubes unitaires.

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Assistance gravitationnelle

Cette liste regroupe les missions qui ont utilisé la Lune pour effectuer une manœuvre d'assistance gravitationnelle sans avoir pour objectif de collecter des données scientifiques significatives.

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Planètes du système solaire interne

Nbre de sondes spatiales à destination de Mars par pays et par décennie.

Mars

La planète Mars est après la Lune le corps du système solaire le plus visité par les sondes spatiales. L'Union soviétique et les Etats-Unis lancent de nombreuses missions vers cette planète durant la première phase de l'ère spatiale avec une réussite inégale. Les États-Unis arrivent à poser en 1976 à sa surface les deux atterrisseurs du très couteux programme Viking qui collectent de nombreuses données. L'absence de succès soviétiques et la découverte d'une planète peu attractive par la NASA entrainent une longue pause dans l'exploration de Mars entre 1976 et 1988. Trois missions lourdes sont envoyées par les deux pays au cours des années suivantes qui sont toutes des échecs. À compter de la fin des années 1990, Mars devient un quasi-monopole de la NASA qui lance à fréquence rapprochée des missions de plus en plus sophistiquées - orbiteurs lourds, atterrisseurs, astromobiles - et obtient des résultats de grande importance scientifique dont la confirmation de la présence de réservoirs d'eau et l'existence d'une phase humide au début de l'histoire de la planète. L'Agence spatiale européenne de son côté y maintient deux orbiteurs. Ce monopole américain devrait être partiellement battu en brèche au début de la décennie 2020 avec l'arrivée de deux astromobiles chinois et européens.

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Phobos

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Assistance gravitationnelle

Cette liste regroupe les missions qui ont utilisé Mars pour effectuer une manœuvre d'assistance gravitationnelle sans avoir pour objectif de collecter des données scientifiques significatives.

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Vénus

Nbre de sondes spatiales à destination de Vénus par pays et par décennie.

La planète Vénus, relativement proche de la Terre, est difficile à étudier : son atmosphère opaque masque sa surface et est particulièrement agressive pour tout ce qui la traverse tandis qu'à la surface la pression atmosphérique et la température y sont telles que parvenir à faire survivre quelques heures une sonde spatiale constitue en soi un exploit. Le programme Venera (1961-1981) est la grande réussite du programme d'exploration de l'Union soviétique avec des sondes spatiales qui ont réussi à transmettre des informations succinctes sur la surface. La NASA a envoyé vers Vénus un nombre réduit de sondes spatiales par comparaison avec Mars aux objectifs plus modestes que les missions soviétiques mais avec une grande réussite. Depuis la fin des années 1980, Vénus est délaissée malgré son intérêt sur le plan scientifique : seules deux nouvelles sondes spatiales (japonaise et européenne) de type orbiteur ont été lancées vers la planète.

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Assistance gravitationnelle

La planète Vénus est souvent utilisée (tout comme la Terre) par les sondes spatiales qui ont besoin de modifier de manière importante leur vitesse pour atteindre les planètes du système solaire externe (Jupiter, Saturne,...) ou au contraire les objets célestes situés dans les profondeurs du puits gravitationnel solaire : Mercure, Soleil. La liste ci-dessous regroupe les missions qui ont utilisé Vénus pour effectuer une manœuvre d'assistance gravitationnelle sans avoir pour objectif de collecter des données scientifiques significatives.

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Mercure

Difficile à atteindre car profondément enfouie dans le puits gravitationnel du Soleil (la sonde spatiale doit produire un delta-V très important pour se placer en orbite autour de cette planète) et présentant un intérêt scientifique moindre que les autres planètes du système solaire interne, la planète Mercure n'a été étudiée que par deux sondes spatiales américaines (une troisième mission européenne est en transit).

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Planètes (et leurs satellites) du système solaire externe

Nombre de sondes spatiales à destination des planètes du système solaire externe par pays et par décennie.

L'exploration des planètes du système solaire externe (Jupiter, Saturne et au delà) doit prendre en compte de nombreuses contraintes. Il faut :

  • Lancer la sonde spatiale avec une vitesse importante pour s'éloigner suffisamment du Soleil.
  • Disposer d'une source de production d'énergie très avancée (RTG) pour compenser l'éloignement du Soleil une fois arrivé à destination (le rayonnement par unité de surface diminue comme le carré de la distance au Soleil). Des panneaux solaires de grande taille peuvent être désormais utilisés pour Jupiter.
  • Une grand fiabilité des équipements pour que ceux-ci survivent jusqu'à leur arrivée à destination qui impliquent souvent une durée de transit très longue (9 ans pour New Horizons malgré une vitesse record - 16,2 km/s - au départ de la Terre).
  • Consacrer une part d'énergie notable pour réchauffer les équipements les plus fragiles car la température s'abaisse avec la distance au Soleil.
  • Utiliser des fenêtres de lancement peu fréquentes pour envoyer les sondes spatiales lourdes vers les destinations les plus lointaines (au-delà de Jupiter), car le recours à l'assistance gravitationnelle est une pratique incontournable pour disposer de suffisamment de vitesse.
  • Disposer d'un budget important pour développer une sonde spatiale capable faire face à certaines de ces contraintes.
  • Compte tenu de l'énergie requise se mettre en orbite autour d'une des planètes situées au-delà de Jupiter, impose de disposer d'une énergie énorme au départ dont seule la mission Cassini-Huygens, particulièrement couteuse, a disposé. Les missions se résument donc généralement à de simples survols.
  • Les missions vers Jupiter présentent une contrainte supplémentaire : il existe une ceinture de radiations particulièrement virulent au voisinnage de la planète géante et des lunes galliléennes (les plus intéressantes et les plus grosses) qui impose un véritable blindage et réduit considérablement la durée de vie des sondes spatiales.

Pour toutes ces raisons peu de missions ont été lancées vers ces destinations et la technicité nécessaires en fait un monopole de la NASA qui sera toutefois battu en brèche par la future mission européenne JUICE à destination de Jupiter. Aucun mission ne s'est placé en orbite autour de deux des quatre planètes géantes gazeuses du système solaire (Neptune et Uranus) et si des projets existent aucun n'a reçu de financement.

Jupiter et ses lunes

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Assistances gravitationnelles

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Saturne et ses lunes

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Titan

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Uranus et ses lunes

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Neptune et ses lunes

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Objets mineurs

Nombre de sondes spatiales à destination des objets mineurs (astéroïdes, comètes, planètes naines) par pays et par décennie.

Les objets mineurs regroupent des corps célestes du système solaire qui ne sont ni des planètes ni des satellites de ces planètes : astéroïdes, comètes et planètes naines. Durant une grande partie de l'ère spatiale aucune mission spatiale n'en a fait son objectif. Les astéroïdes ont été survolées par certaines missions et ont recueilli un nombre limité d'informations. Depuis la fin des années 1990, plusieurs missions ont été conçues pour étudier ces objets aux caractéristiques spécifiques notamment dans le but de recueillir des informations sur les débuts du système solaire en partie préservés dans ces corps plus primitifs.

Planètes naines

Cérès

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Pluton et ses lunes

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Astéroïdes

Les astéroïdes sont des petits corps essentiellement situés entre l'orbite de Jupiter et celle de Mars. Un sous-ensemble, les astéroïdes géocroiseurs, coupent l'orbite de la Terre ce qui en fait une destination plus facile pour les sondes spatiales. Les astéroïdes présentent un grand intérêt scientifique à deux titres : ils sont constitués en partie de matériaux qui n'ont pas été modifiés depuis le début de la formation du système solaire et ils ont pu contribuer à ensemencer la Terre avec des molécules complexes à l'origine de la formation de la vie. Les astéroïdes sont restés durant plusieurs décennies des objectifs secondaires (simples survols). Trois missions, dont deux japonaises et une américaine, se sont placés en orbite et ont ramené des échantillons de sol d'astéroïdes sur Terre. Plusieurs autres missions de survol d'astéroïdes présentant des caractéristiques particulières sont programmées pour les années 2020.

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CubeSats

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Comètes

Les comètes sont des corps célestes particulièrement difficiles à explorer. L'apogée de leur orbite se situe, pour les plus proches, au niveau de Jupiter : aussi une tentative de "mise en orbite", qui nécessite que la sonde spatiale se cale sur l'orbite de son objectif, présente des difficultés proches de celles d'une mission vers cette dernière planète (delta-V important, durée du transit, énergie). Courant 2020, Rosetta est la seule mission à avoir réalisé cet exploit. Un simple survol présente d'autres difficultés. D'un point de vue scientifique la comète présente un intérêt particulièrement important lorsqu'elle est près du Soleil et qu'elle est active c'est-à-dire qu'elle émet un nuage de gaz et de poussière. Dans cette phase de son orbite, la vitesse relative d'une comète par rapport à un objet lancé de la Terre atteint une vingtaine de kilomètres par seconde pour une comète prograde (orbitant autour du Soleil dans le même sens que la Terre et plus du double pour une comète rétrograde comme Halley. Le survol nécessite une navigation très précise qui nécessite de connaitre à l'avance l'orbite de la comète. Au moment du survol, la sonde spatiale est mitraillée par les particules de poussière qui compte tenu de leur vitesse peuvent avoir un effet destructeur sur la sonde spatiale et ses instruments.

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Objets de la ceinture de Kuiper

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Soleil

Nombre de sondes spatiales à destination du Soleil par pays et par décennie.
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Sondes quittant le système solaire

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Survols de la Terre

Cette section ne liste que les survols de la Terre par des sondes spatiales lors de manœuvres d'assistance gravitationnelle, pas les satellites d'observation.

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Notes et références

Voir aussi

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