Dis encore fromage, lune. Nous arrivons pour un autre gros plan.
Pour la deuxième fois en moins d’un an, une technologie de la NASA conçue pour collecter des données sur l’interaction entre le panache de fusée d’un atterrisseur lunaire et la surface lunaire est sur le point d’effectuer un long voyage jusqu’au voisin céleste le plus proche de la Terre, pour le bénéfice de l’humanité.
Développées au centre de recherche Langley de la NASA à Hampton, en Virginie, les caméras stéréo pour les études sur le panache lunaire-surface (SCALPSS) sont un ensemble de caméras placées autour de la base d’un atterrisseur lunaire pour collecter des images pendant et après la descente et l’atterrissage.
À l’aide d’une technique appelée photogrammétrie stéréo, les chercheurs de Langley utiliseront les images superposées de la version de SCALPSS sur Blue Ghost de Firefly (SCALPSS 1.1) pour produire une vue 3D de la surface.
Une version antérieure, SCALPSS 1.0, se trouvait sur le vaisseau spatial Odysseus d’Intuitive Machines qui a atterri sur la lune en février dernier. En raison d’imprévus de mission survenus lors de l’atterrissage, SCALPSS 1.0 n’a pas été en mesure de collecter des images de l’interaction panache-surface. L’équipe a cependant pu faire fonctionner la charge utile en transit et sur la surface lunaire après l’atterrissage, ce qui lui donne confiance dans le matériel de la version 1.1.
La charge utile SCALPSS 1.1 dispose de deux caméras supplémentaires (six au total, contre quatre sur SCALPSS 1.0) et commencera à prendre des images à une altitude plus élevée, avant le début prévu de l’interaction panache-surface, pour fournir une image plus précise avant et- après comparaison.
Ces images de la surface de la Lune ne seront pas seulement une nouveauté technologique. À mesure que les voyages sur la Lune augmentent et que le nombre de charges utiles atterrissant à proximité les unes des autres augmente, les scientifiques et les ingénieurs doivent être en mesure de prédire avec précision les effets des atterrissages.
Dans quelle mesure la surface va-t-elle changer ? Lorsqu’un atterrisseur descend, qu’arrive-t-il au sol lunaire, ou régolithe, qu’il éjecte ? Avec des données limitées collectées à ce jour lors de la descente et de l’atterrissage, SCALPSS sera le premier instrument dédié à mesurer les effets de l’interaction panache-surface sur la Lune en temps réel et contribuera à répondre à ces questions.
« Si nous plaçons des éléments (atterrisseurs, habitats, etc.) les uns à côté des autres, nous pourrions sabler ce qui se trouve à côté de nous, ce qui va entraîner des exigences en matière de protection de ces autres actifs en surface, ce qui pourrait ajouter de la masse, et cette masse se répercute sur l’architecture », a déclaré Michelle Munk, chercheuse principale du SCALPSS et architecte en chef par intérim de la direction des missions de technologie spatiale de la NASA au siège de la NASA à Washington. « Tout cela fait partie d’un problème d’ingénierie intégré. »
Crédit : NASA
Dans le cadre de la campagne Artemis, l’approche actuelle d’exploration lunaire de l’agence, la NASA collabore avec des partenaires commerciaux et internationaux pour établir la première présence à long terme sur la Lune.
Dans le cadre de cette livraison de l’initiative CLPS (Commercial Lunar Payload Services) transportant plus de 200 livres d’expériences scientifiques et de démonstrations technologiques de la NASA, SCALPSS 1.1 commencera à capturer des images avant le moment où le panache de l’atterrisseur commence à interagir avec la surface jusqu’à la fin de l’atterrissage.
Les images finales seront rassemblées sur une petite unité de stockage de données embarquée avant d’être envoyées à l’atterrisseur pour une liaison descendante vers la Terre. L’équipe aura probablement besoin d’au moins quelques mois pour traiter les images, vérifier les données et générer les cartes numériques d’élévation 3D de la surface. L’érosion attendue induite par les atterrisseurs qu’ils révèlent ne sera probablement pas très profonde – pas cette fois en tout cas.
« Même si vous regardez les anciennes images d’Apollo – et les atterrisseurs avec équipage Apollo étaient plus grands que ces nouveaux atterrisseurs robotisés – vous devez regarder de très près pour voir où l’érosion a eu lieu », a déclaré Rob Maddock, chef de projet SCALPSS à Langley. « Nous prévoyons quelque chose de l’ordre de quelques centimètres de profondeur, peut-être un pouce. Cela dépend vraiment du site d’atterrissage, de la profondeur du régolithe et de l’endroit où se trouve le substrat rocheux. »
Mais c’est l’occasion pour les chercheurs de voir à quel point le SCALPSS fonctionnera à mesure que les États-Unis perfectionnent leurs systèmes d’atterrissage humain dans le cadre des plans de la NASA visant à explorer davantage la surface lunaire.
« Ceux-ci seront même beaucoup plus gros qu’Apollo. Ce sont de gros moteurs, et ils pourraient éventuellement creuser des trous de bonne taille », a déclaré Maddock. « C’est donc ce que nous faisons. Nous collectons des données que nous pouvons utiliser pour valider les modèles qui prédisent ce qui va se passer. »
La NASA travaille avec plusieurs entreprises américaines pour amener la science et la technologie sur la surface lunaire dans le cadre de l’initiative CLPS. Grâce à cette opportunité, diverses sociétés d’un groupe sélectionné de fournisseurs ont soumissionné pour fournir des charges utiles à la NASA, y compris tout, de l’intégration et des opérations de charge utile au lancement depuis la Terre et à l’atterrissage sur la surface de la Lune.