de la NASA prochaine mission Artémis II devrait ramener les astronautes sur la Lune au plus tôt en avril 2026. Les astronautes étaient pour la dernière fois sur la Lune en 1972 lors de la Mission Apollo 17.
Artemis II utilisera le système de la NASA Système de lancement spatialqui est une fusée extrêmement puissante qui permettra l’exploration spatiale humaine au-delà de l’atmosphère terrestre. L’équipage de quatre personnes voyagera dans un Vaisseau spatial Orionque l’agence a lancé autour de la Lune et a réussi à revenir au cours de la Mission Artémis I.
Mais avant Artemis II, la NASA enverra deux missions pour explorer la surface du pôle sud lunaire à la recherche de ressources susceptibles de soutenir les voyages spatiaux humains et de permettre de nouvelles découvertes scientifiques.
Des géologues planétaires comme moi sont intéressés par les données de Lunar Trailblazer, l’une de ces deux missions de reconnaissance. Les données de cette mission seront aide-nous à comprendre comment l’eau se forme et se comporte sur les planètes rocheuses et les lunes.
Commencer par l’exploration scientifique
PRIME-1ou Polar Resources Ice Mining Experiment, sera monté sur un atterrisseur lunaire. Son lancement est prévu pour janvier 2025.
À bord de l’atterrisseur se trouvent deux instruments : Le régolithe et la perceuse à glace pour explorer de nouveaux terrainsTRIDENT et le Spectromètre de masse pour l’observation des opérations lunairesMSOLO. TRIDENT creusera jusqu’à 1 mètre et extraira des échantillons de sol lunaire, et MSOLO évaluera la composition chimique et la teneur en eau du sol.
Lunar Trailblazer, un satellite lancé sur la même planète, se joint à l’expérience d’exploitation minière lunaire. Fusée Falcon 9.
Considérez cette configuration comme un satellite de plusieurs millions de dollars Piscine Uberou un covoiturage où plusieurs missions partagent une fusée et minimisent la consommation de carburant tout en échappant à l’attraction gravitationnelle de la Terre.
Bethany Ehlmann, planétologueest le chercheur principal de Lunar Trailblazer et dirige une équipe opérationnelle de scientifiques et étudiants du campus de Caltech. Trailblazer est une NASA Petite mission innovante pour l’exploration planétaire, ou SIMPLEx.
Ces missions visent à fournir une expérience opérationnelle pratique à moindre coût. Chaque mission SIMPLEx est plafonnée à un budget de 55 millions de dollars ; Trailblazer dépasse légèrement le budget, soit 80 millions de dollars. Même au-delà du budget, cette mission coûtera environ un quart d’une mission robotique typique de Programme de découverte de la NASA. Les missions du programme Discovery coûtent généralement environ 300 millions de dollars, avec un budget maximum de 500 millions de dollars.
Construire des satellites petits mais puissants
Des décennies de recherche et développement sur les petits satellites, ou Petits satellitesa ouvert la possibilité pour Trailblazer. SmallSats prend des mesures très spécifiques et complète les données provenant d’autres instruments.
Plusieurs SmallSats travaillant ensemble dans une constellation peuvent prendre diverses mesures simultanément pour une vue haute résolution de la surface de la Terre ou de la Lune.
Les missions SIMPLEx peuvent utiliser ces SmallSats. Parce qu’ils sont petits et plus abordables, ils permettent aux chercheurs d’étudier des questions qui s’accompagnent d’un risque technique plus élevé. Lunar Trailblazer, par exemple, utilise pièces commerciales disponibles dans le commerce pour maintenir le coût bas.
Ces missions expérimentales à faible coût et à haut risque pourraient aider les géologues à mieux comprendre l’origine du système solaire, ainsi que sa composition et son évolution au fil du temps. Lunar Trailblazer se concentrera spécifiquement sur la cartographie de la lune.
Une brève chronologie des découvertes d’eau sur la Lune
Les scientifiques sont depuis longtemps fascinés par la surface de notre plus proche voisine céleste, la Lune. Dès le milieu du XVIIe siècle, les astronomes qualifiaient à tort les anciennes éruptions volcaniques de jument lunairedérivé du mot latin signifiant « mers ».
Près de deux siècles plus tard, l’astronome Les calculs de William Pickering suggérait que la lune n’avait pas d’atmosphère. Cela l’a amené à conclure que la lune ne pouvait pas avoir d’eau à sa surface, car cette eau se vaporiserait.
Cependant, dans les années 1990, la NASA Mission Clémentine détecté de l’eau sur la lune. Clementine a été la première mission à cartographier complètement la surface de la Lune, y compris les pôles lunaires. Ces données ont détecté la présence de glace à l’intérieur régions ombragées en permanence sur la lune en basse résolution.
La première détection d’eau par les scientifiques a incité à une exploration plus approfondie. La NASA a lancé le Prospecteur lunaire en 1998 et le Orbiteur de reconnaissance lunaire en 2009. L’Organisation indienne de recherche spatiale a lancé son Mission Chandrayaan-1 avec le Mappeur de minéralogie lunaireM3, instrument en 2008. M3, bien que n’étant pas conçu pour détecter de l’eau liquide, l’a trouvé de manière inattendue dans des zones éclairées par le soleil sur la lune.
Ces missions ont collectivement fourni des cartes montrant comment minéraux hydratés– des minéraux contenant des molécules d’eau dans leur composition chimique – et de l’eau glacée sont répartis sur la surface lunaire, en particulier dans les régions froides, sombres et ombragées en permanence.
Nouvelle mission, nouvelle science
Mais comment la température et l’état physique de l’eau sur la lune changent-ils en fonction des variations de la lumière du soleil et des ombres des cratères ?
Lunar Trailblazer accueillera deux instrumentsle Cartographe thermique lunaireLTM, et une évolution de l’instrument M3, le Mappeur lunaire haute résolution pour les substances volatiles et les minérauxHVM3.
L’instrument LTM cartographiera la température de surface, tandis que le HVM3 mesurera la manière dont les roches lunaires absorbent la lumière. Ces mesures lui permettront de détecter et de distinguer l’eau sous forme liquide et glacée.
En tandem, ces instruments fourniront des mesures thermiques et chimiques de la roche lunaire hydratée. Ils mesureront l’eau pendant différents moments du jour lunairesoit environ 29,5 jours terrestres, pour tenter de montrer comment la composition chimique de l’eau varie en fonction de l’heure de la journée et de l’endroit où elle se trouve sur la Lune.
Ces résultats indiquera aux chercheurs dans quelle phase – solide ou liquide – se trouve l’eau.
Importance scientifique et quelle est la prochaine étape
Il existe trois principales théories sur l’origine de l’eau lunaire. Il pourrait s’agir de l’eau stockée à l’intérieur de la Lune depuis sa formation, dans sa couche de manteau. Certains processus géologiques peuvent lui avoir permis de s’échapper lentement vers la surface au fil du temps.
Ou bien, l’eau peut avoir arrivé sur des astéroïdes et des comètes qui est entré en collision avec la surface lunaire. C’était peut-être même créé par les interactions avec le vent solaire, qui est un flux de particules provenant du soleil.
Lunar Trailblazer pourrait faire la lumière sur ces théories et aider les chercheurs à progresser sur plusieurs autres grandes questions scientifiques, notamment le comportement de l’eau sur les corps rocheux comme la Lune et la possibilité pour les futurs astronautes de l’utiliser.
Cet article est republié à partir de La conversation sous licence Creative Commons. Lire le article original.