Une équipe de scientifiques de la NASA veut dresser un tableau plus complet de l'endroit où l'eau existe sur la Lune et si elle migre à travers la surface lunaire, y compris dans les régions ombragées en permanence qui n'ont pas vu la lumière du soleil depuis peut-être un milliard d'années ou plus.

Le premier indice d'eau potentielle aux deux pôles lunaires est venu en 1994, avec la mission Clementine pilotée conjointement par la NASA et le ministère de la Défense. Depuis, missions ultérieures, comme Chandrayann-1, l'orbiteur de reconnaissance lunaire, et le satellite d'observation et de détection Lunar CRater, ont détecté trois saveurs de substances volatiles ou chimiques qui s'évaporent rapidement :une couche globale d'hydroxyde et d'eau d'une seule molécule d'épaisseur, glace d'eau polaire souterraine, et le gel des eaux polaires de surface.

Missions passées Perspectives modifiées

"La télédétection des volatiles lunaires, spécifiquement l'eau et l'hydroxyde, a radicalement changé notre perspective d'une Lune sèche en une Lune plus humide, à la fois à l'intérieur et à la surface, " a déclaré le scientifique Noah Petro. " Cependant, ces missions n'ont pas été en mesure de dresser un tableau complet de la distribution et de la mobilité possible des volatiles."

Avec le financement des études Planetary Science Deep Space SmallSat de la NASA, ou PSDS3, programme, Petro et son équipe, qui comprend également le chercheur de l'Université d'Hawaï Paul Lucey ainsi que des experts en instruments Goddard, étudiera un concept de mission CubeSat appelé Mini Lunar Volatiles Mission, ou MiLUV.

Le MiLUV à six unités détecterait l'eau sur la surface lunaire à l'aide d'un spectromètre laser qui retrace son héritage à des instruments similaires de type lidar développés par Goddard et construits pour cartographier les topographies de Mars et de la Lune.

"La compréhension des volatiles dans le système solaire est un objectif majeur de la science planétaire pour la NASA, " a déclaré Petro. "Nous pensons que l'instrument le mieux adapté pour déterminer où ces volatiles existent et leur mouvement possible est un spectromètre laser qui mesure la réflectance de surface à plusieurs longueurs d'onde. L'avantage de cette approche est qu'en utilisant un instrument actif, nous pouvons mesurer dans des zones qui ne sont pas éclairées."

Reconditionnement du spectromètre laser existant

Avec le financement, l'équipe étudie le reconditionnement d'un concept d'instrument existant, le spectromètre de lidar de glace lunaire, ou LILIS, pour déterminer s'il pourrait s'adapter à un petit satellite et effectuer une étude d'ingénierie pour montrer que l'agence pourrait voler avec succès MiLUV, ajouta Petro.

L'instrument est une adaptation de systèmes lidar planétaires réussis pilotés sur l'altimètre laser à orbite lunaire et l'altimètre laser à mercure. Ces instruments ont fait rebondir la lumière laser sur les surfaces de la Lune et de Mercure, respectivement, et ont utilisé le signal de retour pour cartographier leurs topographies. "Nous voulons étendre les capacités de l'instrument au-delà de la topographie, ", a déclaré Pétro.

Contrairement à l'instrument précédent qui utilisait une seule longueur d'onde, LILIS comprendrait un spectromètre multi-bandes. Le laser ferait rebondir la lumière sur la surface lunaire et le spectromètre analyserait le signal réfléchi ou renvoyé pour déterminer la présence d'eau et d'autres substances volatiles.

Comme tous les produits chimiques, l'eau absorbe la lumière à des longueurs d'onde infrarouges spécifiques. En réglant soigneusement les détecteurs de l'instrument sur ces longueurs d'onde, dans ce cas, 1,6 et 3,0 microns :les scientifiques seraient capables de détecter puis d'analyser le niveau d'eau dans le trajet vertical du laser. Plus il y a d'eau le long du chemin de la lumière, plus les raies d'absorption sont profondes.

Mesures 24h/24

Parce que l'instrument porte sa propre source de lumière - le laser - la mission pourrait littéralement fonctionner jour et nuit, quelles que soient les conditions d'ensoleillement. Cela signifie que MiLUV pourrait également étudier les régions ombragées en permanence de la Lune, rassembler un ensemble de données complet qui montrerait comment les volatiles de surface varient en fonction du temps lunaire, le cas échéant, ajouta Petro.

"Il s'agit d'une mission scientifique ciblée, idéal pour une mission CubeSat, " a déclaré Petro. " Cela répond directement à l'objectif scientifique de comprendre comment les processus chimiques et physiques de notre système solaire fonctionnent, interagir, et évoluer. Nous espérons que notre étude montrera qu'il s'agit d'une mission réalisable."

Petits satellites, y compris CubeSats, jouer un rôle précieux dans l'exploration de l'agence, science, recherches sur la technologie et l'éducation. Ces satellites miniatures fournissent une plate-forme à faible coût pour les missions scientifiques de la NASA, y compris l'exploration planétaire, Observation de la Terre, et les sciences fondamentales de la Terre et de l'espace. Ils sont la pierre angulaire du développement des technologies de pointe de la NASA telles que les communications laser, communications de satellite à satellite et mouvement autonome.