Retour sur la Lune

Le prochain orbiteur lunaire de la NASA sera lancé plus tard cette année, la première étape d'un plan ambitieux visant à renvoyer les humains sur la Lune et à les envoyer sur Mars. Le vaisseau spatial, appelé Lunar Reconnaissance Orbiter ( LRO ), utilisera une nouvelle technologie pour dresser des cartes précises de la surface de la Lune, pour rechercher des ressources telles que la glace et pour évaluer la menace que les rayonnements dans l'environnement pourraient représenter pour l'homme.

Lié à la lune : Le Lunar Reconnaissance Orbiter (ci-dessus) orbitera et étudiera la Lune, fournissant plus de détails sur sa surface et son environnement que n'importe quel satellite précédent. L'un des deux nouveaux instruments à bord du vaisseau spatial sera l'altimètre laser de l'orbiteur lunaire (en bas), qui enverra cinq faisceaux laser 28 fois par seconde pour cartographier la surface de la lune. De très courtes impulsions de lumière laser sont émises à travers le cône d'argent étroit attaché à l'ensemble optique de l'instrument (boîte dorée). Le grand cône recueille la lumière laser qui est réfléchie par la surface lunaire.

LRO est le satellite lunaire le plus avancé jamais construit par la NASA, déclare Richard Vondrak, le scientifique du projet pour LRO, qui ajoute qu'il fournira des informations qui auraient été impossibles à collecter il y a quelques décennies. Nous surveillons la Lune plus en détail que tout autre corps céleste au profit de tous les pays, y compris la Chine, le Japon et l'Inde, qui ont déclaré avoir l'ambition d'envoyer des gens sur la Lune dans les 10 à 20 prochaines années, ajoute David Smith, un scientifique de la NASA travaillant sur LRO.

LRO fait partie de La vision de la NASA pour l'exploration spatiale , un programme destiné, entre autres, à répondre à des questions fondamentales de physique, à rechercher la vie extraterrestre et à rechercher de nouvelles ressources, telles que des sources d'énergie, pour la Terre. Le programme appelle les humains à retourner sur la Lune. Mais avant que cela ne se produise, dit Vondrak, il est nécessaire de mieux comprendre le rayonnement de surface et la topographie de la Lune.

Pendant Apollo, il y a eu un certain nombre d'erreurs presque fatales, dit Smith. Nous n'avons pas atterri sur une surface plane, et il y avait des rochers partout, ce qui aurait pu endommager le véhicule et empêcher un retour sur Terre. Les normes de sécurité d'aujourd'hui n'auraient pas permis à Apollo.

Le programme de vaisseau spatial habité Apollo s'est arrêté en 1975, et ce n'est que dans les années 1990 que les États-Unis ont envoyé plus de satellites en orbite autour de la Lune. Clémentine et le Prospecteur lunaire , qui a passé des mois en orbite autour de la Lune et a renvoyé des données. Clémentine était un projet conjoint entre le département américain de la Défense et la NASA qui a également testé de nouvelles technologies balistiques ; les États-Unis n'ont lancé aucune autre sonde lunaire depuis.

LRO collectera plus de données avec une plus grande précision afin que les scientifiques puissent trouver des sites d'atterrissage sûrs et riches en ressources et concevoir des systèmes adaptés à l'environnement lunaire, a déclaré Vondrak.

LRO orbitera autour de la Lune pendant un an à une altitude de 50 kilomètres. Les satellites américains précédents maintenaient une altitude d'environ 100 à 200 kilomètres, tout comme ceux envoyés par d'autres pays, comme la Chine. Changer 1 et du Japon Kaguya , tous deux lancés en 2007. Orbiter à une altitude inférieure permet au vaisseau spatial d'avoir une vue plus rapprochée de la Lune, lui permettant d'obtenir des images à plus haute résolution, des cartes très détaillées et des mesures de température plus précises, explique Vondrak.

L'orbiteur lunaire est équipé de six nouveaux instruments, dont deux feront leurs débuts dans l'espace : un télescope à rayons cosmiques, qui mesurera les effets que le rayonnement lunaire aurait sur l'homme, et un altimètre laser, qui dressera des cartes de la surface de la Lune.

Le télescope à rayons cosmiques, appelé Cratère , est un nouveau type de capteur développé par le MIT, l'Université de Boston, l'Université du Tennessee à Knoxville et le Société aérospatiale . Il peut mesurer l'environnement radiatif, non seulement dans l'espace, mais aussi tel qu'il serait vécu par les astronautes à la surface au quotidien. En caractérisant le rayonnement, nous pouvons construire un meilleur blindage sur les engins spatiaux afin que les astronautes puissent survivre à de longs voyages vers la Lune et Mars, explique Justin Kasper, astrophysicien au sein du Centre d'astrophysique Harvard-Smithsonian et le scientifique du projet pour Crater.

Le corps humain réagit aux rayonnements de différentes manières, selon l'intensité, la durée et la composition des particules radioactives. Les deux choses qui inquiètent le plus les scientifiques sont l'empoisonnement aigu par les radiations, par exemple une éruption solaire, et l'exposition à long terme aux rayons cosmiques galactiques, qui peuvent augmenter le risque de cancer. Dans tous les cas, le danger est que les rayonnements ionisants [particules chargées à haute énergie] peuvent rompre les liaisons atomiques dans l'ADN et endommager les cellules et les tissus, explique Kasper.

Le détecteur de rayonnement se compose d'une série de semi-conducteurs en silicium, chacun d'environ 35 millimètres de diamètre et un millimètre de haut. Entre les morceaux de silicium, les scientifiques ont inséré de gros blocs de matériau appelé plastique équivalent aux tissus. Les blocs sont cireux et ressemblent à des crayons noirs géants, mais ont la même composition chimique que les tissus humains, explique Kasper.

Ainsi, alors que le silicium mesure l'énergie et la composition des particules lorsqu'elles traversent le détecteur (une technique éprouvée pour mesurer le rayonnement), le plastique est utilisé pour mesurer leurs effets biologiques. Auparavant, les données des détecteurs de rayonnement étaient renvoyées sur Terre, où les scientifiques tentaient de calculer l'effet que le rayonnement mesuré aurait sur les humains. Le matériau plastique fournit une mesure directe et plus précise de ce qu'est le rayonnement à différentes profondeurs des tissus humains, explique Kasper.

Le deuxième instrument effectuant son premier vol spatial est l'altimètre laser de l'orbiteur lunaire ( Lola ), développé par les ingénieurs du Goddard Space Flight Center de la NASA. Il utilise la lumière laser pour mesurer la distance entre le vaisseau spatial et la surface de la Lune. Il va mesurer cette distance très précisément, à environ 10 centimètres, et il effectuera des mesures 28 fois par seconde, explique Smith de la NASA, qui est également le chercheur principal de LOLA. Contrairement aux instruments actuels, qui envoient un seul faisceau laser à de faibles répétitions, le nouvel altimètre envoie cinq faisceaux focalisés de lumière laser qui sont réfléchis et reçus par cinq détecteurs distincts, pour un total de 140 mesures par seconde.

Cela permet aux scientifiques de dresser une carte à haute densité et très précise de la forme de la surface lunaire. Nous pouvons déterminer l'altitude et la pente de différents endroits sur la Lune ainsi que la rugosité du terrain, explique Smith. Nous pouvons également en apprendre davantage sur les propriétés de la surface, par exemple la forme des cratères, leur profondeur et leur taille. L'objectif final est d'identifier le meilleur endroit, de préférence plat, pour un gros atterrisseur pour atterrir et pour les astronautes pour faire une base.

Crater et LOLA seront accompagnés sur l'orbiteur lunaire par quatre autres instruments qui imageront et cartographieront la Lune, mesureront les températures de surface pour identifier les dépôts de glace potentiels et rechercheront de l'hydrogène dans les régions polaires lunaires. Toutes les données seront continuellement renvoyées sur Terre pour analyse.

LRO est la première de nos missions d'exploration pour un retour sur la Lune et aura un impact significatif sur les futurs vols spatiaux habités, a déclaré Vondrak.

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