ROLSES documentera le rayonnement des phénomènes cosmiques et des activités terrestres, aidant ainsi à distinguer les différentes sources de bruit radio. Cette recherche est cruciale pour atténuer les interférences dans l’analyse des données et concevoir les futurs observatoires lunaires, en s’alignant sur les objectifs de la NASA consistant à retourner sur la Lune et à établir une présence durable. Crédit : Issues.fr.com
Le 15 février 2024, l’IM-1 d’Intuitive Machines a été lancé pour une mission dans la région polaire sud de la Lune, dans le cadre de NASAL’initiative Commercial Lunar Payload Services, ou CLPS, de . Cette mission fait partie des efforts continus du CLPS visant à réduire le coût des enquêtes scientifiques et des démonstrations technologiques sur la Lune et à les rendre plus routinières à l’approche des atterrissages d’Artemis plus tard cette décennie. Parmi les recherches menées par la NASA à bord de l’IM-1 figure un instrument conçu pour observer l’environnement de la surface de la Lune par radiofréquences, afin de déterminer comment l’activité naturelle et générée par l’homme à proximité de la surface interagit et pourrait interférer avec la science qui y est menée.
L’instrument ROLSES
L’instrument s’appelle Radio Wave Observation at the Lunar Surface of the photo-Electron Sheath (ROLSES) et est conçu pour étudier l’environnement dynamique de l’énergie radio près de la surface lunaire. Il sera lancé à bord de l’atterrisseur Nova-C d’Intuitive Machines.
En février 2024, la mission IM-1 d’Intuitive Machines sera lancée vers le pôle Sud de la Lune dans le cadre de l’initiative Commercial Lunar Payload Services de la NASA. Parmi les charges utiles fournies par la NASA, il y aura un instrument appelé Radio Wave Observation at the Lunar Surface of the photo-Electron Sheath (ROLSES), conçu pour observer l’environnement de la surface de la Lune par radiofréquences, afin de déterminer comment l’activité naturelle et générée par l’homme près de la surface. interagit avec et pourrait interférer avec la science qui y est menée. Crédit : Goddard Space Flight Center/Scientific Visualization Studio de la NASA
Le projet d’instrument ROLSES est dirigé par le Dr Natchimuthuk « Nat » Gopalswamy du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. Gopalswamy décrit la conception de ROLSES comme étant un système très simple.
« Nous avons quatre antennes qui observent toutes les émissions radio présentes sur la Lune (les émissions radio sont un type de lumière, ou rayonnement électromagnétique, qui a la plus longue longueur d’onde, ou distance entre les pics de leurs ondes énergétiques) », a déclaré Gopalswamy. « Ces antennes sont très longues, environ 8 pieds (2,5 mètres). Mais pour le lancement, ils sont emballés dans un petit bidon d’environ 21 centimètres.
Comprendre les émissions radio
L’objectif principal de ROLSES sera de rendre compte de la variété des rayonnements générés par les phénomènes cosmiques, ainsi que par l’activité humaine sur Terre. « Il existe différents types d’émissions radio », a déclaré Gopalswamy. «Celles-ci incluent une activité sur Terre qui produit des interférences radio à la surface lunaire. Et puis nous avons des émissions radio naturelles, provenant de Jupitervenant du Soleil, venant même de notre voie Lactée galaxie. Il existe même une émission depuis la Terre associée aux aurores boréales.
L’astuce, comme le souligne Gopalswamy, est que chacun de ces types de bruit radio produit son propre motif spectral dynamique, quelque peu similaire à la manière dont les empreintes digitales sont uniques pour chaque personne. « Le spectre de chaque événement est différent des autres », a-t-il déclaré. « Par conséquent, il nous est facile d’identifier ce qui vient de Jupiter, ou du Soleil, ou de la galaxie, ce qui est un rayonnement de fond à très basse fréquence. »
Atténuation des interférences radio
Une autre source d’interférences radio sera l’atterrisseur lunaire lui-même. « Les atterrisseurs ont évidemment des mécanismes, des moteurs et tout ; ils produiront tous une sorte d’émission radio, et cela sera également enregistré dans le spectre », a déclaré Gopalswamy. « Et ceux-ci produiront des caractéristiques distinctes qui montreront qu’il y a des interférences à cet endroit particulier. »
En identifiant ce type d’interférence, les scientifiques peuvent s’efforcer de filtrer le bruit qu’il crée lors de l’analyse des données renvoyées par des instruments comme ROLSES. De cette façon, ils peuvent se concentrer sur des données réelles, et non sur le « bruit » créé par des processus non naturels.
Les quatre antennes ROLSES sont également montées à deux hauteurs différentes, ce qui signifie qu’une fois qu’elles commencent à prendre des mesures, elles peuvent fournir des informations sur les variations du nuage d’électrons chargés négativement projetés depuis la surface lunaire par la lumière du soleil, et sur la manière dont il évolue entre différentes hauteurs. « De cette façon, nous pouvons mesurer la densité des électrons en fonction de la distance à la surface », a déclaré Gopalswamy. « Ensuite, nous pouvons voir comment le nombre d’électrons diminue à mesure que l’on s’éloigne de la surface. »
Ces informations, souligne-t-il, seront essentielles au moment de concevoir et de construire les futurs observatoires lunaires, car il faudra tenir compte des interférences radioélectriques provenant du nuage d’électrons et des émetteurs radio terrestres.
Implications futures et initiative CLPS
Ces observations radio contribueront à construire ce que Gopalswamy appelle une bibliothèque de connaissances sur l’environnement lunaire. « De cette façon, nous saurons que si nous sommes à cette latitude, à cette hauteur, nous aurons ce type de rayonnement et d’émission de fond, et nous pourrons concevoir notre matériel en conséquence. » Cela aidera la NASA dans sa mission consistant à ramener des humains sur la Lune au cours de la prochaine décennie et au-delà, et à établir une présence durable à long terme.
ROLSES et IM-1 font partie de l’initiative CLPS de l’agence, qui a été développée dans le but de créer une économie lunaire grâce à la livraison commerciale de charges utiles fournies par la NASA. Avec le CLPS, des entreprises privées de tailles et d’horizons divers sont responsables de la conception des atterrisseurs et de l’achat des lanceurs, permettant à la NASA de concentrer ses efforts sur la conception des charges utiles des instruments. Lorsque le programme Artemis de l’agence établira une présence humaine sur la Lune, les données recueillies par les instruments à bord des vols CLPS aideront les astronautes à mener davantage de recherches scientifiques sur la Lune.
