Le 27 septembre 2003, une Ariane-5 quittait sans encombre le Centre spatial guyanais de Kourou. À son bord, deux satellites de communication géostationnaires, mais aussi une petite sonde européenne baptisée Smart-1. Son objectif : la Lune. Mais Smart-1 ne se posera pas sur notre satellite. Après un périple de treize mois, l'engin vient de se placer en orbite autour de la Lune afin de réaliser des mesures scientifiques durant près d'un an.

Mission capitale pour l'Agence Spatiale Européenne (ESA), « Smart-1 est la première d'une série de petites missions de recherche sur des techniques de pointe* », explique David Southwood, directeur des programmes scientifiques de l'ESA.

Avant d'être scientifique, l'objectif de la sonde est donc essentiellement technologique. « Elle doit permettre de tester plusieurs techniques et instruments nouveaux indispensables aux futures missions interplanétaires », précise David Southwood. Smart-1 embarque en effet un système de propulsion révolutionnaire ainsi qu'une batterie d'instruments miniaturisés.

* SMART = Small Missions for Advanced Research in Technology

La principale originalité de Smart-1 tient dans son mode de propulsion. Pour se mouvoir, la petite sonde a recours à un moteur ionique (également appelé moteur plasma), une technologie que seule la sonde américaine Deep Space 1 avait jusqu'alors expérimentée. Évaluer les performances de ce mode de propulsion constitue l'une des principales missions de Smart-1.

Avantage de cette technologie, elle est économique : à puissances égales, un moteur ionique consomme dix fois moins de combustible qu'un moteur-fusée classique à base d'ergols. Un peu de xénon, d'électricité (fournie dans le cas de Smart-1 par les panneaux solaires), et le tour est joué. La poussée est en revanche plus réduite. Mais elle peut être délivrée durant des années tandis que les moteurs-fusées, plus puissants, consomment leurs ergols en quelques minutes seulement.

En permettant d'allonger considérablement la durée des vols interplanétaires, les moteurs ioniques ouvrent ainsi la voie à l'exploration de l'espace lointain. Bepi-Colombo (la prochaine sonde européenne à destination de Mercure programmée en 2009), et Solar Orbiter (qui s'approchera au plus près du soleil) auront recours à cette technologie.

Au début des années 70, il ne fallait que quatre jours aux astronautes du programme Apollo pour rejoindre notre satellite. Mais en raison de la faible poussée délivrée par le moteur ionique, Smart-1 ne peut parcourir d’un seul trait les 380 000 km qui séparent la Terre de la Lune. Treize mois lui ont été nécessaires pour arriver à destination…

Si la mission Smart-1 se veut avant tout technologique, elle offre également l'opportunité de réaliser toute une série de travaux scientifiques.

La sonde embarque ainsi 19 kg de matériel scientifique, des spectromètres et une caméra que les ingénieurs ont dû miniaturiser à l'extrême. À partir de janvier 2005, Smart-1 doit ainsi réaliser une carte topographique de la Lune ainsi qu'une analyse minéralogique de sa surface.

Les planétologues veulent comprendre notamment comment le système Terre-Lune s'est formé, comment il a évolué. Ils veulent également cerner le rôle joué par certains phénomènes géophysiques (volcanique, tectonique, formation des cratères ou érosion) dans le modelage de la Lune. En particulier, la face cachée de la Lune et les régions polaires restent largement inexplorées.

Olivier Boulanger