Représentation graphique d’un interféromètre d’imagerie optique lunaire à longue base : imageur stellaire compatible Artemis (AeSI). Crédit : Kenneth Carpenter
NASALa proposition d’une installation d’imagerie interférométrique basée sur la Lune vise à révolutionner la recherche astrophysique, en tirant parti de l’infrastructure du programme Artemis pour étudier les phénomènes célestes avec des détails sans précédent.
Le retour de la NASA sur la Lune offre d’importantes opportunités de prendre des mesures pratiques vers des capacités scientifiques à fort impact. Un candidat évident est l’imagerie interférométrique à extrêmement haute résolution dans les longueurs d’onde visibles et ultraviolettes. Cela peut résoudre les surfaces des étoiles, sonder les disques d’accrétion internes entourant les étoiles naissantes et les trous noirs, et commencer le voyage technique vers la résolution des caractéristiques de surface et des conditions météorologiques sur les exoplanètes les plus proches.
Une installation pleinement développée sera vaste et coûteuse, mais il n’est pas nécessaire qu’elle démarre de cette façon. Les technologies peuvent être développées et testées avec 2 ou 3 petits télescopes sur des lignes de base courtes. Une fois la technologie développée, les lignes de base peuvent être allongées, des télescopes plus grands peuvent être insérés et le nombre de télescopes peut être augmenté. Chacune de ces mises à niveau peut être réalisée avec une perturbation minimale du reste du système.
Proposition de soutien au CANI
Nous demandons donc le soutien du NIAC pour étudier les détails de la construction d’un interféromètre d’imagerie optique à haute résolution et à longue base sur la surface lunaire en conjonction avec le programme Artemis. Une étude de 1996 a examiné les compromis entre le placement d’interféromètres de taille kilométrique sur la surface lunaire et leur conception comme volant librement dans un espace ouvert. Ils ont conclu qu’en l’absence d’une infrastructure humaine préexistante sur la surface lunaire pour fournir de l’énergie et assurer une maintenance continue, il était préférable de poursuivre les vols libres dans l’espace.
Avantages des interféromètres lunaires
Ainsi, les études antérieures sur les interféromètres dans l’espace se sont concentrées sur des conceptions en vol libre. Cependant, maintenant qu’une infrastructure lunaire est prévisible dans le cadre du programme Artemis, il est impératif et opportun que nous étudiions la construction d’interféromètres sur la surface lunaire. Notre objectif est d’atteindre le même niveau d’étude détaillée que celui réalisé pour les grands interféromètres de base à vol libre au cours des études de missions de vision de la NASA de 2003 à 2005, afin d’être prêt à tirer parti d’une telle infrastructure lunaire.
Impact scientifique et sociétal potentiel
Notre étude d’un interféromètre basé sur la surface lunaire constituera un grand pas en avant vers des réseaux plus grands, à la fois sur la Lune et en vol libre dans l’espace, sur une grande variété de longueurs d’onde et de sujets scientifiques. Il déterminera, compte tenu de l’état actuel et prévu de notre technologie spatiale et de nos projets d’exploration humaine, s’il est préférable de poursuivre des conceptions pour la surface lunaire ou pour l’espace lointain.
Nous envisageons des progrès en astrophysique (étude de l’activité magnétique stellaire, des noyaux des galaxies actives, dynamique à plusieurs échelles) et dans l’ingénierie d’une telle installation, en déterminant la meilleure façon d’incorporer des lignes à retard optiques de longueur variable combinant des faisceaux provenant de configurations de réseaux variables sur la surface lunaire, étudier les avantages et les inconvénients des éléments de miroir individuels de différentes tailles et trouver la taille optimale pour atteindre les objectifs techniques et scientifiques de la mission.
Nous élaborerons également un plan pour entretenir et faire évoluer l’installation au fil du temps, en utilisant une combinaison de soutien humain et robotique. Cette installation lunaire favorisera des avancées techniques qui contribueraient non seulement à la création d’un interféromètre optique UV, mais également à d’autres interféromètres à grande échelle comme le Black Hole Imager (rayons X, trou noir horizons d’événements), Life Finder (recherche de signes de vie) et Planet Imager (imagerie de planètes de type terrestre autour d’autres étoiles).
L’enthousiasme suscité par la construction d’une installation majeure comme celle-ci sur la Lune, en conjonction avec le programme de vols spatiaux habités et les résultats scientifiques réalisés grâce à cela, suscitera un énorme intérêt du public et de la communauté, de la même manière que l’a fait la collaboration entre le programme de la navette spatiale et Le télescope spatial Hubble Projet.
Enfin, cet effort fera à nouveau rêver – et rappellera que nous pouvons faire de grandes choses, même dans des moments difficiles. Notre étude contribuera à maintenir l’accent sur la grandeur de l’Univers et sur ce que les humains peuvent accomplir s’ils travaillent dur ensemble. Notre projet excitera les générations de futurs travailleurs en sciences, technologie, ingénierie, art, mathématiques (STEAM), qui seront inspirés par cette vision audacieuse.
