Le LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) de la NASA a transmis à deux reprises une impulsion laser à un rétroréflecteur de la taille d’un biscuit à bord de l’atterrisseur SLIM de la JAXA (Agence japonaise d’exploration aérospatiale) sur la Lune et a reçu un signal de retour.
Le 24 mai 2024, alors que LRO passait à 70 kilomètres au-dessus de SLIM (Smart Lander for Investigating Moon) au cours de deux orbites successives, il a envoyé un signal à l’atterrisseur avec son instrument altimètre laser comme il l’avait fait huit fois auparavant. Mais, lors de ces deux tentatives, le signal a rebondi vers le détecteur de LRO.
Il s’agit d’une avancée importante pour la NASA, car l’appareil n’est pas dans une position optimale. Les rétroréflecteurs sont généralement fixés au sommet des atterrisseurs, ce qui donne à LRO une plage d’angles de 120 degrés vers laquelle viser lorsqu’il envoie des impulsions laser à l’emplacement approximatif d’un rétroréflecteur. Cependant, l’atterrisseur SLIM s’est posé sur la surface avec son sommet orienté latéralement, ce qui limite la portée de LRO.
Pour augmenter ses chances d’atteindre sa cible, l’équipe de LRO a travaillé avec la JAXA pour déterminer l’emplacement et l’orientation exacts de SLIM. Les ingénieurs de la NASA ont ensuite prédit le moment où la trajectoire orbitale de LRO l’amènerait aux coordonnées qui lui donneraient la meilleure chance d’atteindre le rétroréflecteur de SLIM avec les faisceaux laser.
« L’altimètre de LRO n’a pas été conçu pour ce type d’application, donc les chances de localiser un minuscule rétroréflecteur sur la surface de la lune sont déjà faibles », a déclaré Xiaoli Sun, qui a dirigé l’équipe qui a construit le rétroréflecteur de SLIM au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland, dans le cadre d’un partenariat entre la NASA et la JAXA.
« Le fait que l’équipe LRO ait réussi à mettre au point un rétroréflecteur orienté latéralement, au lieu d’être orienté vers le ciel, montre que ces petits appareils sont incroyablement résistants », a déclaré Sun.
SLIM s’est posé sur la surface de la Lune le 20 janvier. Le rétroréflecteur qui a été embarqué sur l’atterrisseur, appelé Laser Retroreflector Array, est l’un des six que la NASA a envoyés sur la Lune à bord d’atterrisseurs privés et publics, et le deuxième à renvoyer le signal vers l’altimètre du LRO.
La première fois qu’un faisceau laser a été transmis du LRO à un rétroréflecteur de la NASA et inversement, c’était le 12 décembre 2023, lorsque le LRO a émis un signal sur l’atterrisseur Vikram de l’ISRO (Organisation indienne de recherche spatiale). Depuis, le LRO a échangé des signaux laser avec Vikram à trois reprises.
Le rétroréflecteur de la NASA est constitué de huit prismes en quartz en forme de cube placés dans un cadre en aluminium en forme de dôme de 5 cm de large. Ne nécessitant ni alimentation électrique ni entretien, les rétroréflecteurs peuvent rester sur la surface de la Lune pendant des décennies et fournir ainsi des balises fiables pour les missions futures.
Les rétroréflecteurs pourraient guider les astronautes d’Artemis vers la surface dans l’obscurité, par exemple, ou marquer l’emplacement des engins spatiaux déjà présents à la surface pour aider les astronautes et les engins spatiaux sans équipage à atterrir à proximité.
L’altimètre laser de LRO, le seul instrument laser en orbite autour de la Lune pour l’instant, a été conçu pour cartographier la topographie de la Lune afin de préparer les missions vers la surface, et non pour pointer à 1/100e de degré près d’un rétroréflecteur, ce que les ingénieurs de LRO tentent de faire à chaque ping.