En scrutant les régions d’ombre permanente de la Lune, Lunar Trailblazer détectera les signatures de glace d’eau dans la lumière réfléchie et localisera les emplacements de micro-pièges froids de taille inférieure à celle d’un terrain de football. Crédit : Lockheed Martin
L’instrument scientifique Lunar Thermal Mapper du vaisseau spatial fonctionnera avec un spectromètre imageur pour aider les chercheurs à comprendre la nature de l’eau à la surface de la Lune.
NASALe vaisseau spatial Lunar Trailblazer de est en voie d’achèvement avec l’intégration de son dernier instrument scientifique de pointe. Le Lunar Thermal Mapper (LTM), développé par le Université d’Oxford et fourni par l’Agence spatiale britannique, fonctionnera en collaboration avec le High-resolution Volatiles and Minerals Moon Mapper (HVM3). Ensemble, ces instruments permettront aux scientifiques d’étudier de manière approfondie la teneur en eau de la Lune, en déterminant son abondance, son emplacement et sa forme.
Dirigé par Caltech à Pasadena, en Californie, Lunar Trailblazer a une masse d’environ 440 livres (200 kilogrammes) et ne mesure que 11,5 pieds (3,5 mètres) de large avec ses panneaux solaires entièrement déployés. Le petit satellite s’appuiera sur l’instrument LTM pour collecter des données de température qui révéleront les propriétés thermiques de la surface lunaire et la composition des roches et des sols silicatés. Le spectromètre imageur HVM3, construit par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud, détectera et cartographiera la forme, l’abondance et l’emplacement de l’eau dans les mêmes régions que l’instrument LTM.
Vu ici avant d’être expédié du Royaume-Uni aux États-Unis, le Lunar Thermal Mapper (LTM) est l’un des deux instruments qui seront transportés par le Lunar Trailblazer de la NASA. Lancé en 2023, le petit vaisseau spatial – mesurant seulement environ 3,5 mètres de large avec ses panneaux solaires entièrement déployés – transportera également le mappeur lunaire à haute résolution pour les matières volatiles et les minéraux (HVM³). Les deux instruments travailleront ensemble pour aider à détecter et cartographier l’eau à la surface de la Lune afin de déterminer son abondance, son emplacement, sa forme et comment et pourquoi elle varie selon le lieu et le temps. Crédit : Université d’Oxford
Coopération internationale et importance de la mission
« L’exploration lunaire est une entreprise internationale, et Lunar Trailblazer incarne cet esprit avec la contribution de l’Université d’Oxford et de l’Agence spatiale britannique à la mission », a déclaré Bethany Ehlmann, chercheuse principale de la mission à Caltech. « Grâce à la puissance combinée de ces deux instruments sophistiqués, nous pouvons mieux comprendre où et pourquoi l’eau se trouve sur la Lune et soutenir la prochaine ère d’exploration de la Lune. »
Prévu pour être lancé avant les atterrissages humains du programme Artemis, Lunar Trailblazer renverra des informations sur l’eau de la Lune, fournissant des cartes pour guider les futurs explorateurs robotiques et humains. L’eau lunaire pourrait être utilisée de diverses manières, depuis sa purification comme eau potable jusqu’à sa transformation en carburant et en oxygène respirable.
Le High-resolution Volatiles and Minerals Moon Mapper (HVM3), vu ici, est l’un des deux instruments qui seront transportés à bord du Lunar Trailblazer de la NASA. Lancé en 2023, le petit vaisseau spatial – mesurant seulement 3,5 mètres de large avec ses panneaux solaires entièrement déployés – détectera et cartographiera l’eau à la surface de la Lune pour déterminer son abondance, son emplacement, sa forme et son évolution au fil du temps. Crédit : NASA/JPL-Caltech
« La mission Lunar Trailblazer améliorera notre compréhension de notre satellite naturel et la manière dont nous pourrions exploiter ses ressources pour soutenir l’exploration à l’avenir », a déclaré Libby Jackson, responsable de l’exploration spatiale à l’Agence spatiale britannique. « Soutenir des missions et des capacités qui donneront à l’humanité des opportunités de s’aventurer plus profondément dans l’espace est l’une de nos priorités, c’est donc passionnant de voir l’instrument LTM prêt à être lancé. »
Lunar Trailblazer a été sélectionné par le programme SIMPLEx (Small Innovative Missions for Planetary Exploration) de la NASA en 2019, et le vaisseau spatial sera lancé comme charge utile secondaire sur la deuxième mission d’atterrisseur lunaire robotique Intuitive Machines, appelée IM-2. Ce lancement, qui transportera également la foreuse à glace souterraine Polar Resources Ice Mining Experiment-1 de la NASA, n’est pas attendu avant le début de 2024.
Le Lunar Trailblazer de la NASA se trouve dans une salle blanche de l’espace Lockheed Martin à Littleton, au Colorado, peu de temps après avoir été intégré à son deuxième et dernier instrument scientifique, le Lunar Thermal Mapper. Le ruban vert sur le vaisseau spatial sera retiré avant le lancement. Crédit : Espace Lockheed Martin
Cycle de l’eau lunaire
Une fois sur l’orbite lunaire, Lunar Trailblazer utilisera le HVM3 pour détecter les empreintes spectrales – ou longueurs d’onde de la lumière solaire réfléchie – des différentes formes d’eau au-dessus du paysage lunaire. LTM analysera simultanément ces régions cartographiées pour former une image pouvant être utilisée pour caractériser la température de la surface. En mesurant les mêmes endroits à différents moments de la journée, Lunar Trailblazer déterminera si la quantité d’eau change sur ce corps sans air.
On pense que certaines molécules d’eau pourraient être enfermées dans la roche lunaire et le régolithe (roche brisée et poussière), en particulier celles contenant des silicates, qui sont le minéral le plus abondant sur la Lune. D’autres molécules d’eau peuvent se déplacer et se déposer pendant de courtes périodes sous forme de gel dans les ombres froides. Lorsque le Soleil change de position dans le ciel au cours du jour lunaire, les ombres se déplacent. Cela provoque la sublimation de la glace, qui se transforme en vapeur sans passer par une phase liquide. À mesure que les molécules d’eau se déplacent dans l’atmosphère extrêmement mince de la Lune vers d’autres endroits froids, elles peuvent se déposer à nouveau sous forme de gel.
Les endroits les plus susceptibles de contenir de la glace d’eau en quantités importantes sont les cratères toujours froids et ombragés en permanence au niveau des pôles lunaires, qui sont des cibles clés pour la science et l’exploration.
Le Lunar Trailblazer de la NASA est présenté ici lors d’essais en chambre à vide thermique (TVAC) au Lockheed Martin Space à Littleton, Colorado, en juin 2023. Crédit : Lockheed Martin Space
« Le LTM cartographie avec précision la température de surface de la Lune tandis que l’instrument HVM3 recherche la signature spectrale des molécules d’eau », a déclaré Neil Bowles, scientifique des instruments pour le LTM à l’Université d’Oxford. « La combinaison des mesures des deux instruments nous permet de comprendre comment la température de surface affecte l’eau, améliorant ainsi notre connaissance de la présence et de la répartition de ces molécules sur la Lune. »
Spécifications techniques et statut de la mission
LTM fournira des cartes de la température de la surface lunaire d’environ moins 265 degrés à 266 Fahrenheit (moins 165 degrés à 130 Celsius) utilisant quatre canaux infrarouges à large bande. L’instrument scannera la surface lunaire pour former une image multispectrale alors que le vaisseau spatial orbite au-dessus. Dans le même temps, 11 canaux infrarouges étroits cartographient également de petites variations dans la composition des minéraux silicatés qui composent les roches et le régolithe de la surface de la Lune, fournissant ainsi plus d’informations sur la composition de la surface lunaire et comment cela peut influencer la quantité de eau présente.
Lunar Trailblazer est en cours d’assemblage final et de tests à Lockheed Martin Space à Littleton, Colorado, où le vaisseau spatial a récemment terminé des tests en chambre à vide thermique qui simule l’environnement hostile de l’espace. Maintenant, avec les deux instruments intégrés au vaisseau spatial et en cours de tests finaux au niveau du système, Lunar Trailblazer est sur le point d’être prêt à être expédié en Floride pour les derniers préparatifs du lancement.
En savoir plus sur la mission
JPL gère Lunar Trailblazer, Caltech supervisant ses enquêtes et opérations scientifiques. Géré pour la NASA par Caltech, JPL assure également l’ingénierie système, l’assurance de mission, l’instrument HVM3, ainsi que la conception et la navigation de mission. Lockheed Martin Space fournit le vaisseau spatial et intègre le système de vol, sous contrat avec Caltech.
Les enquêtes sur la mission SIMPLEx sont gérées par le bureau du programme des missions planétaires du Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, en Alabama, dans le cadre du programme Discovery au siège de la NASA à Washington. Le programme mène des enquêtes scientifiques spatiales au sein de la Division des sciences planétaires de la Direction des missions scientifiques de la NASA, au siège de la NASA.
