Le profil de la mission LUMIO montrant le lancement, parking, transfert, phases opératoires et de fin de vie. Crédit :UA
Pink Floyd à part, il n'y a pas réellement de côté obscur de la lune, juste un côté que vous ne pouvez pas voir depuis la Terre. C'est-à-dire, à moins que vous ne soyez un chercheur comme ceux de l'Université d'Arizona et d'institutions partenaires, qui entreprennent d'enquêter sur l'impact météoritique sur la face cachée de la lune.
L'observateur d'impacts de météorites lunaires, ou LUMIO, le projet est dirigé par Francesco Topputo, professeur assistant en systèmes aérospatiaux à l'Université polytechnique de Milan en Italie.
Roberto Furfaro, professeur agrégé au Département de génie des systèmes et industriel et au Département de génie aérospatial et mécanique, et Vishnu Reddy, professeur assistant au Laboratoire Lunaire et Planétaire, composent l'équipe UA de la mission d'étude LUMIO.
Le projet vise à utiliser une caméra avancée pour surveiller les météorites frappant la lune. Combiné avec la surveillance terrestre existante, ces observations pourraient créer une image plus complète de ce qui se passe lorsque des météorites frappent la surface lunaire, et de la distribution spatiale de ces impacts. Comprendre d'où viennent les météorites qui frappent la lune et quand elles frappent nous aide à comprendre l'environnement des débris dans l'espace proche de la Terre.
"LUMIO va nous permettre de répondre à quelques questions clés sur la population de petits objets autour du système Terre-Lune, " Dit Reddy. Reddy a proposé la justification scientifique de la mission.
Sont également impliqués l'Université de technologie de Delft aux Pays-Bas, Ecole polytechnique fédérale de Lausanne en Suisse, La société italienne d'aérospatiale et de défense Leonardo, Science &Technology Corp. en Norvège, et le Centre européen de recherche et de technologie spatiales de l'Agence spatiale européenne aux Pays-Bas.
Appel à tous les CubeSats
SysNova, une initiative de l'Agence spatiale européenne qui utilise des défis technologiques pour attirer les meilleures propositions des entreprises européennes, universités et centres de recherche, premier appel d'offres pour son concours Lunar CubeSats for Exploration fin 2016, et environ 60 équipes ont répondu à l'appel. Au printemps 2017, quatre équipes ont été sélectionnées comme finalistes, et a reçu des subventions d'environ 100 $, 000 et six mois pour les études initiales. LUMIO a été sélectionné comme lauréat en décembre 2017.
Roberto Furfaro, professeur agrégé au Département de génie des systèmes et industriel et au Département de génie aérospatial et mécanique. Crédit :CALS
Les CubeSats sont des satellites miniatures composés d'unités cubes de 10 x 10 x 10 centimètres appelées U. Utilisé à l'origine en milieu universitaire pour que les étudiants puissent concevoir et exécuter leurs propres missions, Le faible coût de CubeSats, des capacités de traitement de faible poids et de plus en plus puissantes ont reçu plus d'attention de la part des agences spatiales nationales ces dernières années. Roger Walker, un chef de projet pour les projets de satellites éducatifs à l'Agence spatiale européenne, comparé les satellites standards d'aujourd'hui aux PC et les CubeSats aux smartphones.
"Maintenant, les agences étudient la faisabilité d'envoyer ces cubes non seulement autour de la terre, mais pour explorer d'autres domaines, " dit Furfaro.
Kévin Jacquinot, qui a obtenu sa maîtrise en systèmes aérospatiaux à l'UA en 2017, a conçu un CubeSat pour un cours d'étude indépendant travaillant pour Furfaro. Après l'obtention du diplôme, il a fait de l'ingénierie système pour LUMIO.
"A cause de LUMIO, J'ai été mis en contact avec l'Agence spatiale européenne, et j'attends en fait une réponse de leur part pour travailler sur un autre projet d'exploration lunaire, " a-t-il dit. " J'adorerais travailler à nouveau sur un projet comme celui-ci. "
Conscience de la situation lunaire
En tant que directeur de l'initiative Space Situational Awareness Arizona, Furfaro travaille avec d'autres professeurs de l'UA pour comprendre et caractériser le comportement des objets dans l'espace.
L'un des objectifs de la mission LUMIO est d'accroître la connaissance de la situation lunaire, ou ce qui pourrait avoir un impact sur la lune. Cela pourrait être particulièrement important pour les États-Unis, à la lumière d'une directive que le président Donald Trump a signée en décembre ordonnant officiellement à la NASA d'envoyer davantage d'astronautes sur la lune.
"Si nous retournons sur la lune, comme l'a annoncé le président, nous devons également avoir une meilleure compréhension de l'environnement lunaire, " dit Furfaro.
En tant que gagnants du défi, l'équipe LUMIO mènera une étude d'ingénierie concomitante avec l'ESA dans les prochains mois.
"Puis, si tout va bien, il y aura de bonnes chances que nous le pilotions, " dit Furfaro.
Mission sur la Lune
LUMIO mesurerait environ 12U (2Ux2Ux3U) et pèserait environ 50 livres (environ un centième du poids du vaisseau spatial New Frontier de la NASA). Dans la première phase de sa mission, il serait transporté sur la lune sur un autre véhicule, puis commencer sa lunaire, ou sélénocentrique, orbite.
En phase deux, la phase de transfert, LUMIO voyagerait au-delà de la lune vers L2, une place de stationnement gravitationnelle que les astrodynamiciens appellent un "point de Lagrange" (du nom d'un mathématicien du 8ème siècle), ce qui permettra à LUMIO de maintenir sa position relative par rapport à la lune pendant qu'il orbite autour de la terre.
En phase trois, la phase opératoire, LUMIO commencerait à orbiter L2 dans des rotations d'environ 29 jours - la même durée que le cycle lunaire lui-même.
Au cours des deux semaines entourant la nouvelle lune de la face cachée, une pleine lune du point de vue de la Terre, la lune sera suffisamment sombre pour que LUMIO puisse observer et enregistrer les impacts météoriques. La lune sera trop brillante pour être observée pendant les deux autres semaines, les scientifiques en profiteront donc pour recalibrer le système de navigation de LUMIO et le maintenir sur la bonne trajectoire.
LUMIO serait en orbite autour de L2 pendant environ un an, suivi de l'élimination, ce qui peut impliquer l'écrasement de LUMIO sur la surface lunaire. Un autre vaisseau spatial doté de la bonne instrumentation pourrait obtenir des informations précieuses sur le sous-sol de la Lune en observant les débris et les matériaux soulevés par LUMIO lors de l'impact.
