Un effort, soutenu de cooperation internationale vient de mettre en valeur de recents developpements de la recherche spatiale et ainsi a perrnis les premieres observations d’un signal laser provenant du reflecteur portee par le vehicule Lunokhod 2, depose sur la Lune par la sonde spatiale Luna 21. A l’heure actuelle, deux observatoires, l’un en Crimee et l’autre a Fort-Davis, Texas, sont en etat de proceder a de telles mesures. L’equipement d’un troisieme, celui du Pic du Midi, est en cours de transformation, principalcment par l’installation d’un nouveau laser. En raison de la valeur negative de la declinaison lunaire et des mauvaises conditions atmospheriques, en cette epoque de l’annee, le premier de ces observatoires etait moins bien situe pour effectuer des mesures a la premiere periode favorable. C’est pourquoi l’acquisition de signaux reflechis n’a pu etre obtenue qu’avec le telescope de 2,7 m de I’Universite du Texas, a l’observatoire Mc Donald, peu de temps apres l’apparition de la nuit lunaire sur le site d’atterrissage.
Le programme international de telemetrie lunaire, qui a ete mis en oeuvre depuis trois ans et demi, est destine a fournir des informations fondamentales pour l’etude du mouvement lunaire, la physique nterne de la Lune, et aussi celle de la Terre, en particulier le mouvement du pole et les deplacements des plaques. Quatre reflecteurs ont deja ete deposes sur la surface lunaire en des lieux largement separes. L’existence de plusieurs reflecteurs pourra permettre de separer les parametres concernarit le mouvement orbital de la Lune de ceux relatifs a son mouvement de rotation. De la meme maniere, les mesures faites a partir de plusieurs stations de telemetrie permettent la separation entre mouvements de la Lune et phcnomenes geophysiques. La haute valeur scientifique de ce programme mondial d’observations, a conduit a accroitre les contacts entre scientifiques travaillant dans divers pays. Ces relations sont progressivement devenues institutionnelles. Ainsi, l’accord entre le C. N. E. S. et Intercosmos a eu pour resultat le depot de deux panneaux de reflecteurs, construits en France, par les vehicules spatiaux sovietiques Luna 17 et Luna 21. De meme, les coordonnees nominales du dernier reflecteur out ete communiquees, par Intercosmos, a tous les observatoires concernes, peu de temps apres l’atterrissage, le 16 janvier 1973.
Ces coordonnees ont alors ete utilisees pour calculer les previsions necessaires aux operations de telemetrie. Les modeles employes pour ces previsions etaient bases, a l’ob'servatoire Mc Donald, sur l’ephemeride numerique LE 16 (1) et la theorie de la libration physique d’Eekhardt (2). I.e point.age du telescope a ete effectue, a partir des coordonnees nominales, dans le systeme orthographique de Arthur (3), la distance radiale adoptee etant celle des cartes ACIC (4). Les incertitudes, de toutes origines, relatives aux previsions etaient estimees etre de l’ordre de ± 6 km, sur la Lune. Pour cette raison, les derivees partielles du temps de trajet par rapport aux trois coordonnees du reflecteur ont ete calculees pour faciliter le processus d’acquisition.
A l’observatoire de Crimee, la distance au reflecteur a ete calculee a partir de Improved Lunar Ephemeris (j = 2 selon la 4e commission de l’U. A. I.) et de la libration physique selon (5) et (6).
Les coordonnees equatoriales topocentriques de Lunakhod 2 et des crateres de reference ont ete evaluees par la methode decrite en (7) en utilisant les altitudes de Gavrilov [(8), (9)]. La conversion de ces coordonnees equatoriales topocentriques en coordonnees rectilignes dans le plan focal du telescope a ete eflectuee sur la base de (10).
Le systeme de Mc Donald utilisait remission d’un laser a rubis emettant des impulsions de 3 J, d’une duree de 4 ns toutes les 3 s.
Le systeme de Crimee est constitue d’un telescope de 2,60 m et d’un laser a rubis, emettant des impulsions de 2,5 J, d’une duree de 10 ns, toutes les 3 s.
Les deux systemes ont ete deceits en detail [(11), (12)].
Partant de la distance ainsi calculee, et en tenant compte des incertitudes de localisation, du bruit de fond et des niveaux du signal de retour a attendee, un programme de balayage a ete etabli pour couvrir tout le volume d’espace qui devait contenir, de maniere probable, Lunokhod 2.
Co precede a conduit, des la seconde unit (le 25 janvier 1073), a l’identification d’un echo bien defini, qui a ete confirme par les observations suivantes. An cours de cette memo periodc d’observation, des mesures alternees sur le reflecteur d’Apollo XV ont permis une comparaison des niveaux de signal. Il est apparu que les deux reflecteurs presentaient la meme efficacite, ce qui est conforme aux previsions (13).
A titre d’exemple, la figure 1 montre l’histogramme relatif au reflecteur de Luna 21. Toutes les impulsions detectees ont ete soumises a un filtrage statistique pour identifier celles qui etaient susceptibles de constituer des echos. Les probabilites correspondantes de fausse detection, determinee a partir d’une loi statistique de Poisson, sont bien inferieures a 10
-8. La figure 2 indique les ecarts entre les distances observee et calculee, correspondant aux impulsions enregistrees au cours du temps. La derive de ces residue peut etre reduite en appliquant, aux coordonnees du reflecteur, de legeres corrections, entierement compatibles avec les incertitudes annoncees. De nouvelles mesures permettront une determination plus complete de ces paramctres.