Dr Richard Miller dans le bâtiment optique de l'UAH. Crédit :Michael Mercier | UAH
La recherche en astrophysique de nouvelle génération utilisant la lune comme base d'attache et l'Université de l'Alabama à Huntsville (UAH) comme centre de données de classe mondiale sont les objectifs d'un programme pluriannuel, Mission satellite de la NASA de 237 millions de dollars proposée par un groupe de collaboration d'un astrophysicien UAH.
Le Dr Richard S. Miller avance la proposition d'UAH, qui est l'institution chef de file. Neuf autres institutions collaborent à l'échelle nationale à la mission d'astrophysique Lunar Occultation Explorer (LOX), qui utilise une nouvelle technique unique pour étudier les supernovae et établir la lune comme plate-forme pour l'astrophysique.
La proposition a été soumise au programme Explorateur de classe moyenne (MIDEX) de la NASA en décembre. Une décision pourrait intervenir dans les six prochains mois.
« Si accepté, LOX sera la première mission d'astrophysique dédiée à la Lune, " dit le Dr Miller. " Si la mission est acceptée, le centre des opérations scientifiques serait situé ici à UAH. »
UAH serait la plaque tournante de la mission scientifique et de l'analyse des données, Le Dr Miller dit, ce qui ferait de l'université un "site pour les chercheurs en astrophysique mondiale et nos collaborateurs".
Après son lancement estimé en 2023, la mission LOX placerait un satellite hérissé d'un réseau de 45 à 100 capteurs gamma en orbite lunaire pour étudier le thermonucléaire, ou Type IA, supernovae.
"Les supernovae sont les phares du cosmos, " dit le Dr Miller. " Ils peuvent nous dire la forme et l'histoire de l'expansion du cosmos, ont un impact profond sur l'évolution chimique des galaxies et intriguent les laboratoires stellaires."
La structure, la composition et la diversité des supernovae sont considérées dans la communauté scientifique comme des questions fondamentales en astrophysique. Pour les étudier, la mission LOX s'appuierait sur la Technique d'Occultation Lunaire (LOT), dont le développement et les tests ont été dirigés par le Dr Miller de l'UAH.
Vue d'artiste du satellite LOX en orbite autour de la lune. Crédit :Université de l'Alabama à Huntsville
LOT utilise l'occultation, ou des éclipses, d'une source cosmique près de la lune pour prendre des « instantanés » de rayons gamma de l'univers au-delà. Cela fonctionne mieux autour de corps planétaires sans air comme la lune.
"Nous étudierons les supernovae en détectant et en utilisant leurs émissions nucléaires, " dit le Dr Miller. " Si elle est acceptée, LOX sera la première mission d'astrophysique nucléaire à rayons gamma depuis près de 20 ans."
En 2016, Le groupe du Dr Miller a utilisé les données archivées de la mission Lunar Prospector de la NASA 1998-99 avec l'analyse LOT pour trouver la première source astrophysique de haute énergie jamais détectée depuis la lune, une source de rayons X galactique bien connue nommée Cygnus X-1 qui comprendrait un trou noir. Cette détection faisait partie du travail de preuve de principe de la technique.
"Cela nous a donné la confiance que nous pouvions aller de l'avant et proposer une mission à grande échelle, " il dit, ajoutant que le Lunar Prospector avait un très petit détecteur conçu pour étudier la lune. Le seul instrument du satellite LOX sera nettement plus gros, dépassant 4, 000 centimètres carrés de superficie, pour fournir une sensibilité beaucoup plus grande pour l'étude du cosmos.
Les objectifs de la mission sont de fournir une étude systématique des supernovae, pour les classer, d'examiner les caractéristiques de leur diversité et de comprendre leurs processus d'explosion.
"Particulièrement intéressant pour moi, la technique d'occultation lunaire est une toute nouvelle voie pour faire de l'astrophysique des hautes énergies, " dit le Dr Miller.
Le prix de 237 millions de dollars de la proposition couvre la conception et la construction du satellite et de l'instrument, ainsi que les frais de fonctionnement de la mission pour un minimum de trois ans. Le Dr Miller dit que c'est une bonne affaire par rapport aux techniques traditionnelles plus complexes conçues pour traiter la même science, ce qui peut nécessiter le développement de toutes nouvelles technologies.
L'équipe de 10 universités comprend des astrophysiciens nucléaires, experts en supernovae, experts en simulation et modélisation, planétologues et experts en opérations de mission.
