Le magnifique et fascinant “lever de Terre”, ou la Terre vue en mouvement depuis l’orbite lunaire par Apollo 8
À bord du vaisseau Apollo 8, William Anders a réalisé le 24 décembre 1968, 2 photos de la Terre flottant au-dessus de la surface de la Lune. La première en noir et blanc et la seconde en couleurs.
Cette fameuse photographie couleur connue sous le nom de « lever de Terre » (de même que l’image en N&B prise une minute plus tôt), documente ce moment où la Terre a été vue pour la première fois par des yeux humains depuis l’arrière de la Lune, les premiers humains à quitter l’orbite terrestre.
La vue d’une petite Terre, intensément bleue se levant au-dessus de l’horizon gris et stérile de la Lune a été l’une des choses que la NASA et l’équipage d’Apollo 8 n’avaient pas prévu ni répété auparavant. Comme l’a noté l’historien Robert Poole, ce manque de préparation signifiait que la vue de la Terre venait avec la force d’une révélation, pas seulement pour les astronautes mais pour tout le monde sur la Terre. Nous avons fait tout ce chemin pour voir la Lune, dit l’astronaute Bill Anders d’Apollo 8, et la chose la plus importante que nous avons découverte est la Terre.
La NASA a décidé de recréer, à partir de ce qui n’était qu’une photo, une reconstitution numérique sous la forme d’une série de 3.750 photos de l’évènement. Mais la NASA n’a pas “fabriqué” quelque chose qui n’existait pas, elle a recréé, avec une précision extraordinaire ce que les astronautes avaient réellement vu ce jour-là.
Comment ont-ils fait ?
En utilisant les dernières altitudes de la sonde actuelle Lunar Reconnaissance Orbiter, cette visualisation tente de recréer ce qu’ont vu les astronautes. La caméra virtuelle du logiciel de rendu est mise dans la position d’Apollo 8 au moment des photographies, alors que le vaisseau spatial finissait son quatrième passage derrière la Lune. Cette reconstitution se déroule sur un intervalle de deux minutes, centré sur 16h39 GMT (10h39 à Houston) le 24 décembre 1968. Cela s’est passé environ au moment où le contact radio est rétabli après avoir été interrompu du côté de la face cachée de la Lune.
Les positions et les mouvements du vaisseau Apollo 8 sont basés sur un vecteur d’état, un ensemble de positions (x, y, z) et des valeurs de vitesse (vx, vy, vz), publiées dans le rapport de mission d’Apollo 8 de la NASA. L’animation traduit ces valeurs, en partant des coordonnées inertielles centrées sur la Lune de l’année besselienne 1969.0, retranscrite dans un système moderne de coordonnées, pour calculer une orbite. Le vaisseau spatial était 110 km au-dessus de la surface de la Lune à 11,2° sud et 113,8° est quand la photo a été prise.
La visualisation repose sur de nombreuses données historiques, dont l’aspect de la couverture nuageuse sur la Terre à ce moment-là, grâce au satellite ESSA-7 et des douzaines de photos prises par Apollo 8, ce qui révèle des nouvelles informations significatives à propos de ces photos de lever de Terre. Il n’est pas très largement connu, par exemple, que le vaisseau « roulait » quand les photos ont été prises, et que c’est ce « tangage » qui a amené la Terre en vue du vaisseau. La visualisation établit le moment précis de ce roulement et identifie pour la première fois depuis quel hublot chaque photo a été prise.
La clé de ce nouveau travail est un jeu de photos stéréo prises à la verticale par la caméra du module de commande d’Apollo 8 par le hublot de rendez-vous, pointant directement sur la surface lunaire. Cette caméra a automatiquement photographié la surface toutes les 20 secondes. En reliant chaque photo à un modèle du sol, basé sur les données de LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter), l’orientation et la position du vaisseau ont pu être déterminées avec précision.
Le premier atterrissage sur notre satellite sera réalisé 7 mois plus tard par la mission Apollo 11, le 20 juillet 1969 à 20h17 heure américaine (le 21 juillet à 04h17 en France métropolitaine).
De ces magnifiques 3.750 photos de la NASA, nous en avons extrait une soixantaine, pour réaliser, non pas une vidéo mais un “timelapse” (succession d’images fixes) qui dure 9 secondes. Ce fichier montre bien la progression d’Apollo 8 au-dessus de la surface lunaire.
On y voit un “Lever de Terre” depuis la surface lunaire. Au fur et à mesure qu’Apollo 8 avance dans son orbite, la Terre émerge de l’horizon de la Lune et se lève. Il se passe exactement la même chose quand, étant sur Terre, on regarde la Lune se lever à l’horizon et monter dans le ciel. Sauf que dans ce cas, ce n’est pas nous qui bougeons mais la Terre qui tourne sur elle-même.
L’idée de faire une vraie vidéo à partir des 3.750 images de la NASA (au format Tiff) nous a un instant effleurés. Mais le fichier ci-dessus fait déjà 5,7 Mo pour 60 images. Un fichier vidéo de 3.750 images pèserait 356 Mo… inutile donc d’y penser !