Les scientifiques et les explorateurs spatiaux ont été à la chasse pour déterminer où et quelle quantité de glace est présente sur la lune. La glace d'eau serait une ressource importante dans une future base lunaire, car elle pourrait être utilisée pour soutenir les humains ou être décomposée en hydrogène et en oxygène, composants clés du carburant de fusée.
Les chercheurs de l'Université d'Hawaï à Mānoa utilisent deux approches innovantes pour faire avancer la recherche de glace sur la lune.
Scouts Shadowcam pour la glace de surface
La glace à l'eau a été précédemment détectée dans les régions ombragées en permanence des poteaux nord et sud de la Lune par Shuai Li, chercheur adjoint à l'Institut Hawai'i de géophysique et de planétologie (HIGP) à l'École de sciences et de technologies de l'océan et de la terre (SOEST).
Une nouvelle étude dirigée par Jordan Ando, un étudiant diplômé des sciences planétaires dans le laboratoire de Li, a examiné les images d'un appareil photo spécialisé, le « ShadowCam », qui était à bord de l'orbiteur de Pathfinder de Korea Lunar Pathfinder de l'Institut aérospatial aérospatial. L'étude a été publiée dans Le Planetary Science Journal.
Les cratères dans les régions polaires de la lune ne reçoivent pas de lumière directe du soleil, mais la lumière du soleil qui rebondit d'un côté d'un cratère peut indirectement illuminer un autre côté. Le ShadowCam, conçu spécifiquement pour ne regarder que les zones sombres et ombragées de façon permanente sur la lune, est extrêmement sensible à la lumière indirecte réfléchie sur la surface lunaire.
« La glace est généralement plus lumineuse, c'est-à-dire reflète plus de lumière que les rochers », a déclaré Ando. « Nous avons analysé des images de haute qualité de cette caméra sensible pour regarder très étroitement dans ces zones ombragées en permanence et déterminer si la glace d'eau dans ces régions conduit à un éclaircissement généralisé de la surface. »
Bien que la glace dans les régions ombragées n'éclaircit pas de manière significative la surface, l'analyse de l'équipe des images ShadowCam aide à affiner l'estimation de la quantité de glace qui pourrait être sur la surface lunaire. La méthode précédente de Li a suggéré que la surface lunaire contient entre 5% et 30% de glace d'eau. L'analyse des images ShadowCam rétrécit la plage – indiquant que la glace d'eau représente moins de 20% de la surface lunaire.
Les rayons cosmiques aident à rechercher la glace enterrée
En plus de ces enquêtes sur la glace lunaire à la surface, un autre groupe de chercheurs UH Mānoa avec HIGP et le Département de physique et d'astronomie a publié une étude en Lettres de recherche géophysique Cela décrit une approche innovante pour détecter les dépôts de glace enterrés aux pôles de la lune.
« Avec notre étude récente, nous avons montré qu'une nouvelle technique de détection de la glace d'eau enfouie sur la lune est possible en utilisant des rayons cosmiques naturels », a déclaré Emily S. Costello, auteur principal de l'étude et chercheur postdoctoral chez HIGP.
« Ces rayons cosmiques ultra-élevés frappent la surface lunaire et pénètrent aux couches ci-dessous. Les rayons émettent des ondes radar qui rebondissent sur la glace et les couches de roche enterrées, que nous pouvons utiliser pour déduire ce qui se trouve sous la surface. »
L'équipe a utilisé une simulation informatique avancée qui teste comment les ondes radar se déplacent à travers le sol lunaire et comment ils codent des informations sur d'éventuelles couches de glace enterrées.
« Cette méthode de recherche de glace d'eau sur la lune est toute nouvelle et vraiment excitante », a déclaré Christian Tai Udovicic, co-auteur de l'étude qui a présenté les résultats de la récente conférence Lunar and Planetary Science à Houston, au Texas.
« Puisqu'il s'appuie sur la physique à haute énergie dans laquelle seuls quelques scientifiques du monde sont des experts, même les scientifiques planétaires qui étudient des moyens de trouver de la glace d'eau lunaire sont souvent surpris lorsqu'ils entendent parler de cette technique. »
Une équipe de chercheurs du département HIGP et de physique travaille à assembler un instrument radar spécialement réglé pour écouter ces signaux sur la lune et espérer tester le système complet d'ici le début de 2026. Ils chercheront des opportunités de l'envoyer sur la lune pour, espérons-le, détecter de grands dépôts de glace enterrée sur la lune pour la première fois.
« De plus en plus, Hawai'i devient une plaque tournante pour l'exploration spatiale, et en particulier l'exploration de la lune », a déclaré Costello.
« Ces projets, dirigés par des scientifiques de l'UH Mānoa, représentent des opportunités émergentes pour les étudiants et les professionnels à Hawai'i pour diriger et participer à l'industrie de l'espace en herbe. »
