D'ici 2024, La NASA fera atterrir des astronautes, y compris la première femme et le prochain homme, sur la Lune dans le cadre du programme d'exploration lunaire Artemis. Ce ne sera cependant pas la première fois que la NASA portera le nom d'Artémis sur la Lune. Deux vaisseaux spatiaux robotiques en orbite autour de la Lune étaient initialement connus sous le nom d'ARTEMIS, abréviation de Accélération, Reconnexion, Turbulence et électrodynamique de l'interaction de la Lune avec le Soleil. Depuis 2011, ces engins spatiaux ont envoyé aux scientifiques des informations précieuses sur l'environnement lunaire, et jeter les bases essentielles au retour des humains sur la Lune.

La mission, désormais rebaptisé THEMIS-ARTEMIS, utilise des engins spatiaux qui étaient à l'origine en dehors de la mission connue sous le nom d'histoire temporelle des événements et des interactions à l'échelle macroscopique pendant les sous-orages, ou THEMIS, pour faire court, qui a lancé cinq engins spatiaux en 2007 pour découvrir les processus physiques qui se sont produits lors des événements à l'origine des aurores.

"THEMIS-ARTEMIS a été un précurseur pour les technologies qui seront importantes pour le nouveau programme Artemis de la NASA, " dit Jasper Halekas, Scientifique et chercheur THEMIS-ARTEMIS à l'Université de l'Iowa à Iowa City. "Une partie du travail que nous avons fait en termes de navigation et d'opérations sera utilisée par de futures missions."

Une mission en deux

Les cinq vaisseaux spatiaux THEMIS ont été envoyés sur des orbites soigneusement conçues qui les ont alignés tous les quatre jours. Après deux années productives de découvertes sur le rayonnement et les particules dans l'environnement proche de la Terre, les orbites des engins spatiaux avaient considérablement précédé, ou à la dérive. La précession de l'orbite est un phénomène naturel et attendu pour les engins spatiaux qui n'affecte généralement pas les études scientifiques. Mais dans le cas de THEMIS, cela signifiait que le vaisseau spatial ne s'alignerait plus tous les quatre jours.

Connaissant les orbites finirait par précéder, les scientifiques de THEMIS, dans un effort conjoint coordonné par la NASA et le Space Sciences Lab de l'Université de Californie, Berkeley, décidé à l'avance de faire quelque chose de nouveau avec deux des engins spatiaux. Au lieu de dépenser le carburant restant pour réinitialiser les orbites, ils les enverraient dans une direction radicalement nouvelle :vers la Lune.

"Le Jet Propulsion Laboratory de la NASA et le Goddard Space Flight Center ont conçu pour nous une merveilleuse conception de navigation en orbite et ont proposé ces orbites très intelligentes qui nous ont permis d'atteindre la Lune, " dit Halekas. " Et nous sommes toujours là. "

Ainsi, la mission THEMIS-ARTEMIS est née. L'acronyme de la mission a été créé pour refléter sa science et sa position sur la Lune, puisque dans la mythologie grecque, Artémis était la déesse de la Lune. Artémis était aussi la jumelle d'Apollon. L'administrateur de la NASA, Jim Bridenstine, a récemment nommé le nouveau programme lunaire Artemis pour ces raisons, plus le fait que l'agence enverra la première femme sur la Lune dans le cadre du programme.

"THEMIS-ARTEMIS est le seul moniteur à long terme de la NASA des conditions dans et autour de l'environnement lunaire, " a déclaré David Sibeck, Scientifique du projet THEMIS au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland.

Le vaisseau spatial renaît

Avec les mêmes instruments qu'il utilisait pour rechercher des événements autour de la Terre, la nouvelle mission utilise les deux vaisseaux spatiaux pour découvrir comment la Lune interagit avec l'espace qui l'entoure.

"Avant que THEMIS-ARTEMIS soit sur la Lune, la plupart des gens avaient l'idée que la Lune n'était qu'un gros rocher dans le ciel et qu'elle n'interagissait pas beaucoup avec son environnement, " a déclaré Halekas. " La compréhension que nous avons acquise au cours des huit dernières années est que la Lune est vraiment connectée à l'environnement spatial qui l'entoure. L'environnement spatial affecte la Lune et vice versa."

Au fil des ans, les scientifiques ont fait des découvertes sur le vent solaire et son impact sur la surface de la Lune, champs électromagnétiques interplanétaires, la structure de l'intérieur lunaire, et les particules dans l'atmosphère lunaire ténue et l'ionosphère.

Travailler ensemble

En plus d'approfondir notre compréhension de la Lune, les mesures effectuées par THEMIS-ARTEMIS seront utiles pour les missions à venir, y compris le programme Artémis.

"Lorsque nous concevons des systèmes robotiques et des systèmes pour les humains sur la Lune, nous devons comprendre les conditions auxquelles ils seront exposés, " a déclaré Halekas. " Les mesures de THEMIS-ARTEMIS nous ont aidés à trouver quelles sont ces conditions et comment elles changent avec le temps. "

THEMIS-ARTEMIS pourrait fournir des mesures en temps réel de particules hautement énergétiques qui peuvent être dangereuses pour les engins spatiaux et les astronautes. Il fournira également des informations précieuses pour les instruments placés sur la surface lunaire. Tout comme un satellite météorologique peut fournir des informations sur les tempêtes entrantes, THEMIS-ARTEMIS peut donner des informations sur l'environnement spatial pour aider à contextualiser les découvertes faites en surface.

"THEMIS-ARTEMIS serait un partenaire naturel pour toute mission héliophysique envoyée sur la Lune soit sur un vaisseau spatial, soit sur la surface lunaire, " a déclaré Sibeck. " Les deux vaisseaux spatiaux fonctionnent très bien, prendre leurs séries complètes de mesures, et pourrait durer très longtemps très longtemps dans cet environnement."

Dans le cadre de l'initiative Commercial Lunar Payload Services dans le cadre du programme Artemis, La NASA enverra une série de nouveaux instruments et de démonstrations technologiques pour étudier la Lune avant un retour humain. Les deux premières livraisons lunaires sur des atterrisseurs commerciaux devraient être lancées en juillet 2021. Bien que bon nombre de ces enquêtes se concentrent sur la science lunaire, certains renvoient aux racines de THEMIS dans la science de l'héliophysique, l'étude de l'interaction du Soleil avec le système solaire. L'expérience d'électromagnétisme de la surface lunaire, ou instrument LUSEE, examinera les phénomènes électromagnétiques sur la surface lunaire. L'imageur à rayons X héliosphérique de l'environnement lunaire, ou appareil LEXI, plantera un télescope sur la Lune pour étudier la magnétosphère terrestre et son interaction avec le vent solaire.

Dans les années à venir, THÉMIS-ARTÉMIS, comme le Lunar Reconnaissance Orbiter de l'agence, continuera de fournir des informations précieuses à la NASA alors que les préparatifs se poursuivent pour envoyer des astronautes vers la Lune, et finalement sur Mars.