Un technicien de laboratoire détient le prototype MAPrad dans les salles blanches du Micro Nano Research Facility du RMIT. Crédit :Université RMIT
Un appareil miniature qui balaye les profondeurs du sol est en cours de développement pour identifier les dépôts de glace et les tubes de lave creux sur la lune en vue d'un éventuel établissement humain.
L'appareil prototype, connu sous le nom de MAPrad, n'est qu'un dixième de la taille des systèmes de géoradar existants, mais peut voir presque deux fois plus profondément sous terre - à plus de 100 mètres de profondeur - pour identifier les minéraux, dépôts de glace, ou des vides tels que des tubes de lave.
La start-up locale CD3D PTY Limited a maintenant reçu une subvention de l'initiative Lune vers Mars de l'Agence spatiale australienne pour développer davantage le prototype avec l'Université RMIT, y compris le tester en cartographiant l'un des plus grands systèmes accessibles de tubes de lave de la Terre.
PDG de CD3D et professeur honoraire du RMIT, James Macnae, a déclaré que leur capteur géophysique unique présentait plusieurs avantages par rapport à la technologie existante, ce qui le rendait plus adapté aux missions spatiales.
"MAPrad est plus petit, plus léger et n'utilise pas plus d'énergie que les radars à pénétration de sol existants, mais peut voir jusqu'à des centaines de mètres sous la surface, qui est environ deux fois plus profond que la technologie existante, " dit Macnae.
« Il a pu atteindre cette performance améliorée, même après avoir été réduit à une taille portable, parce qu'il fonctionne dans une gamme de fréquences différente :en utilisant la composante magnétique plutôt qu'électrique des ondes électromagnétiques. »
Les ondes magnétiques émises et détectées par l'appareil mesurent la conductivité et les réflexions des ondes électromagnétiques pour identifier ce qui se trouve sous terre. Les vides et la glace d'eau fournissent de fortes réflexions, tandis que divers dépôts métalliques ont une conductivité élevée à des niveaux uniques.
De l'exploitation minière à la mission lunaire
Le système radar spécialisé a été développé par l'Université RMIT et la société canadienne International Groundradar Consulting dans le cadre d'un projet de recherche collaboratif financé par le réseau AMIRA Global.
Des essais sur le terrain réussis ont depuis été menés en Australie et au Canada à l'aide d'un prototype à dos pour la prospection minière et minérale.
« Le développement initial de MAPrad était spécifiquement axé sur la facilitation des relevés par drones pour les applications minières, mais il a des applications évidentes dans l'espace où la taille et le poids sont essentiels, c'est donc là que nous concentrons nos efforts, " dit Macnae.
Pour prouver davantage l'utilité de la technologie pour une gamme de missions lunaires, les chercheurs demanderont la permission de scanner l'un des plus grands systèmes accessibles de tubes de lave au monde dans les spectaculaires grottes d'Undara dans l'extrême nord du Queensland, Australie.
L'équipe espère qualifier MAPrad pour une utilisation spatiale afin qu'il puisse aider à découvrir les ressources disponibles sur la Lune et sur Mars pour soutenir la vie. Crédit :NASA
Undara est un mot aborigène signifiant « un long chemin, " en référence au système inhabituellement long de tubes de lave qui se trouvent dans le parc. Les tubes ont des diamètres allant jusqu'à 20 mètres et certains mesurent plusieurs centaines de mètres de long.
Ingénieur de l'Université RMIT, Dr Graham Dorrington, ont dit qu'ils traverseraient le parc au-dessus des grottes pour détecter les vides en dessous, dont certains n'ont pas encore été complètement cartographiés.
"Nous connaissons les dimensions des tubes principaux, donc la comparaison avec des scans de surface pour vérifier la précision devrait être possible, " il a dit.
"Undara sera un excellent site de test pour nous car c'est la chose la plus proche sur Terre des tubes de lave que l'on pense exister sur la Lune et Mars."
La recherche d'eau et d'abris dans l'espace
Des tunnels massifs laissés par d'anciennes coulées de lave volcanique peuvent exister à de faibles profondeurs sous la surface de la Lune et de Mars.
On pense que ces enceintes pourraient convenir à la construction de colonies spatiales car elles offrent une protection contre les fréquents impacts de météorites de la lune, rayonnement ultra-violet de haute énergie et particules énergétiques, sans parler des températures extrêmes.
A la surface de la lune, par exemple, les températures diurnes sont souvent bien supérieures à 100 degrés Celsius, chute considérablement en dessous de -150 degrés Celsius la nuit, tandis que les tunnels isolés pourraient fournir un environnement stable d'environ -22 degrés Celsius.
Mais une préoccupation plus immédiate est de cartographier les dépôts d'eau glacée sur la lune et d'obtenir une image plus claire des ressources disponibles là-bas pour soutenir la vie.
Dorrington a déclaré que leur système pourrait être monté sur un rover spatial, ou encore attaché à un vaisseau spatial en orbite basse, pour surveiller les minéraux dans les missions à court terme et les tubes de lave dans les missions ultérieures.
"Après les tests du tube de lave plus tard cette année, la prochaine étape consistera à optimiser l'appareil afin de ne pas interférer ou interagir avec l'un des composants métalliques du rover spatial ou du vaisseau spatial, ou provoquer des interférences électromagnétiques incompatibles avec les communications ou d'autres instruments, " a déclaré Dorrington.
« Qualifier MAPrad pour l'utilisation de l'espace, surtout pour une utilisation sur la lune, sera un défi technique important pour nous, mais nous ne prévoyons aucun problème."
L'équipe utilisera les capacités uniques du RMIT Micro Nano Research Facility et du Advanced Manufacturing Precinct et cherche également à collaborer aux étapes ultérieures du développement avec des spécialistes de l'intégration d'engins spatiaux ou des organisations disposant d'une charge utile.
