On sait que la glace d’eau existe sous le régolithe lunaire (roche brisée et poussière), mais les scientifiques ne savent pas encore si le givre de surface recouvre les sols à l’intérieur de ces cratères froids. Pour le savoir, la NASA envoie Lunar Flashlight, un petit satellite (ou SmallSat) pas plus gros qu’une mallette. Survolant le pôle Sud lunaire, il utilisera des lasers pour éclairer ces cratères sombres, un peu comme un prospecteur à la recherche d’un trésor caché en braquant une lampe de poche dans une grotte. La mission sera lancée à bord d’une fusée SpaceX Falcon 9 à la mi-novembre.
« Ce lancement placera le satellite sur une trajectoire qui mettra environ trois mois pour atteindre son orbite scientifique », a déclaré John Baker, chef de projet de la mission au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud. « Alors Lunar Flashlight essaiera de trouver de la glace d’eau à la surface de la Lune dans des endroits que personne d’autre n’a pu regarder. »
Orbites économes en carburant
Après le lancement, les navigateurs de la mission guideront le vaisseau spatial au-delà de la Lune. Il sera ensuite lentement retiré par gravité de la Terre et du Soleil avant de s’installer sur une large orbite en boucle de collecte de données scientifiques. Cette orbite de halo quasi rectiligne le conduira à 42 000 miles (70 000 kilomètres) de la Lune à son point le plus éloigné et, à son approche la plus proche, le satellite frôlera la surface de la Lune, à moins de 9 miles (15 kilomètres) au-dessus du pôle sud lunaire.
Les SmallSats transportent une quantité limitée de propulseur, de sorte que les orbites gourmandes en carburant ne sont pas possibles. Une orbite de halo quasi rectiligne nécessite beaucoup moins de carburant que les orbites traditionnelles, et Lunar Flashlight ne sera que la deuxième mission de la NASA à utiliser ce type de trajectoire. Le premier est l’expérience de navigation et d’exploitation de la technologie du système de positionnement autonome Cislunar de la NASA (CAPSTONE) mission, qui arrivera sur son orbite le 13 novembre, effectuant son passage le plus proche au-dessus du pôle Nord de la Lune.
« La raison de cette orbite est de pouvoir s’approcher suffisamment pour que Lunar Flashlight puisse faire briller ses lasers et obtenir un bon retour de la surface, mais aussi d’avoir une orbite stable qui consomme peu de carburant », a déclaré Barbara Cohen, Lunar Flashlight. chercheur principal au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland.
En tant que démonstration technologique, Lunar Flashlight sera le premier vaisseau spatial interplanétaire à utiliser un nouveau type de propulseur « vert » qui est plus sûr à transporter et à stocker que les propulseurs couramment utilisés dans l’espace tels que l’hydrazine. Ce nouveau propulseurdéveloppé par l’Air Force Research Laboratory et testé sur un précédente Mission de démonstration technologique de la NASA, brûle via un catalyseur, plutôt que de nécessiter un oxydant séparé. C’est pourquoi on l’appelle un monergol. Le système de propulsion du satellite a été développé et construit par le Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, en Alabama, avec le soutien à l’intégration du Georgia Tech Research Institute à Atlanta.
Lunar Flashlight sera également la première mission à utiliser un réflectomètre à quatre lasers pour rechercher de la glace d’eau sur la Lune. Le réflectomètre fonctionne en utilisant des longueurs d’onde proches de l’infrarouge qui sont facilement absorbées par l’eau pour identifier la glace à la surface. Si les lasers frappent la roche nue, leur lumière se reflétera sur le vaisseau spatial, signalant un manque de glace. Mais si la lumière est absorbée, cela signifierait que ces poches sombres contiennent effectivement de la glace. Plus l’absorption est grande, plus il peut y avoir de glace à la surface.
Cycle lunaire de l’eau
On pense que les molécules d’eau proviennent du matériau des comètes et des astéroïdes impactant la surface lunaire, et des interactions du vent solaire avec le régolithe lunaire. Au fil du temps, les molécules peuvent s’être accumulées sous forme de couche de glace à l’intérieur de « pièges à froid ».
« Nous allons pour la première fois effectuer des mesures définitives de la glace d’eau de surface dans des régions ombragées en permanence », a déclaré Cohen. « Nous serons en mesure de corréler les observations de Lunar Flashlight avec d’autres missions lunaires pour comprendre l’étendue de cette eau et si elle pourrait être utilisée comme ressource par les futurs explorateurs. »
Cohen et son équipe scientifique espèrent que les données recueillies par Lunar Flashlight pourront être utilisées pour comprendre comment les molécules volatiles, comme l’eau, circulent d’un endroit à l’autre et où elles peuvent s’accumuler, formant une couche de glace dans ces pièges à froid.
« C’est une période passionnante pour l’exploration lunaire. Le lancement de Lunar Flashlight, ainsi que les nombreuses petites missions satellites à bord d’Artemis I, pourraient constituer les bases de découvertes scientifiques et soutenir de futures missions à la surface de la Lune », a déclaré Roger Hunter, Responsable du programme Small Spacecraft Technology au centre de recherche Ames de la NASA dans la Silicon Valley en Californie.