LOI

L'insertion en orbite lunaire (LOI) est une manœuvre propulsive exécutée par un engin spatial pour décélérer et passer d'une trajectoire translunaire à une orbite stable autour de la Lune. L'engin spatial approche la Lune à grande vitesse, typiquement 2,4 à 3 km/s sur une trajectoire de classe Apollo, et doit allumer son moteur principal en rétrograde (à l'opposé de sa direction de déplacement) pour perdre suffisamment de vitesse afin que la gravité lunaire le capture en orbite plutôt que de le renvoyer vers la Terre ou de le faire passer complètement au-delà de la Lune.

La manœuvre est presque toujours divisée en deux allumages. Le premier, LOI-1, est la décélération la plus importante ; le second, LOI-2, a lieu sur l'orbite suivante et ajuste précisément l'orbite à l'altitude et à l'inclinaison souhaitées. Cette approche divisée réduit la consommation de carburant et la masse du moteur par rapport à l'exécution d'un seul grand allumage. Pour le programme Apollo, LOI-1 réduisait typiquement la vitesse d'environ 1 000 m/s et durait environ 4 minutes, tandis que LOI-2 effectuait des ajustements plus petits.

Criticité des opérations en espace lointain

La LOI est l'un des points d'allumage les plus critiques en termes de risque dans l'architecture de transit lunaire. Si le moteur ne s'allume pas ou s'arrête prématurément, l'engin spatial ne sera pas capturé et s'échappera en une trajectoire de retour vers la Terre. La marge de carburant est minimale par conception ; les engins spatiaux arrivent à la Lune avec des consommables calculés au kilogramme près. La précision de la navigation détermine directement les besoins en carburant pour la LOI : les dispersions de trajectoire pendant les trois jours de transit depuis la Terre aggravent le delta-v nécessaire à la LOI. La plupart des engins spatiaux disposent de voies de propulsion redondantes (systèmes de secours du moteur principal, propulseurs de contrôle d'attitude) pour assurer l'achèvement de la LOI même après des défaillances uniques.

La fenêtre d'allumage est déterminée par la mécanique orbitale et les exigences de la mission cible. Une orbite lunaire à 100 km d'altitude nécessite moins de vitesse qu'une orbite haute à 300 km, de sorte que les planificateurs de mission choisissent la taille de l'allumage LOI en fonction du carburant restant et du profil de mission pour la descente lunaire ou les opérations en orbite lunaire. L'allumage est calculé au sol et téléversé vers l'engin spatial avant le transit translunaire ; aucun contrôle moteur en temps réel n'est possible aux distances lunaires étant donné le délai de propagation de la lumière pour les communications.

Dans le contexte de la maintenance aéronautique, la LOI apparaît rarement en dehors des programmes aérospatiaux travaillant sur les systèmes d'engins spatiaux lunaires. Cependant, la terminologie est devenue standard au sein de la NASA, de l'ESA et des entreprises lunaires commerciales, ce qui en fait un vocabulaire essentiel pour les techniciens supportant l'avionique, les ordinateurs de guidage et les systèmes moteurs des engins spatiaux destinés à la Lune ou au-delà.