Un rover lunaire capable d'analyser des échantillons in situ et une installation à l'échelle européenne pour stocker des échantillons extraterrestres contribueront à protéger les échantillons de lune de la contamination et à augmenter leur utilisation dans les expériences scientifiques.

En 1969, la mission Apollo 12 a récupéré une caméra qui avait été laissée sur la lune par un vaisseau spatial antérieur. Lorsqu'il a été analysé, les scientifiques ont découvert des bactéries - Streptocoque mitis – que l'on trouve chez l'homme. Alors que l'origine de la bactérie a été vivement débattue, l'incident a mis en évidence le problème de la contamination croisée - quelque chose qui pourrait invalider l'analyse de tout échantillon ramené de futures missions lunaires.

Compte tenu de la lune potentielle et d'autres missions spatiales à venir au cours de la prochaine décennie, il y aura également davantage besoin de meilleures méthodes de manipulation et d'analyse du matériau.

Une solution consiste à utiliser des rovers lunaires pour analyser l'environnement de la lune in situ, mais un défi majeur avec cela, selon Diego Urbina de la société belge Space Applications Services, est l'énorme dépense traditionnelle et la difficulté de transporter et d'utiliser ces véhicules.

Urbina travaille sur un projet appelé LUVMI, qui développe un poids léger, rover bon marché pesant environ 45 kg. En janvier, l'équipe a testé un prototype de 60kg sur deux jours à Noordwijk, les Pays-Bas, pour voir comment il s'est comporté de manière autonome dans la navigation d'obstacles dangereux et de surfaces imitant la lune, du terrain accidenté aux dunes de sable.

"Cela s'est très bien passé. Cela a prouvé que le concept fonctionnait, qu'il a fourni les fonctions que nous voulions, et la perceuse du rover a fonctionné correctement, " a déclaré Urbina. " Nous espérons que d'ici le milieu des années 2020, si tout va bien, nous pourrions avoir LUVMI prêt pour la lune."

L'équipe espère que LUVMI pourrait être envoyé pour examiner les caractéristiques de la glace d'eau de la lune - dont l'existence a été confirmée l'année dernière - ainsi que les produits chimiques dans la croûte et l'atmosphère, connu sous le nom de volatiles.

Il pourrait également explorer les moyens d'extraire l'oxygène et l'eau pour une utilisation par les humains et comme carburant par les véhicules et les satellites, aider potentiellement de futures missions. « Nous nous attendons à ce que ce soit une sorte d'effet exponentiel – qu'une fois que vous pouvez extraire des ressources, ceux-ci permettent de nombreuses choses qui peuvent vous aider à extraire plus de ressources et à vous développer dans le système solaire, " dit Urbine.

endroit doux

Urbina a expliqué que le rover LUVMI est beaucoup plus petit que les rover traditionnels soutenus par le gouvernement, mais aussi plus grand que les miniatures plus commerciales, tels que ceux conçus pour le Lunar XPRIZE de Google avant son annulation l'année dernière.

"Nous sommes à un bon endroit où il est assez petit pour que vos coûts de lancement ne soient pas trop élevés et assez grand pour que vous puissiez livrer une belle suite de charges utiles et faire quelque chose d'intéressant, " il a dit.

Plutôt que d'avoir six roues comme certains autres modèles, le rover LUVMI n'en a que quatre, ce qui, selon Urbina, le rend plus économe en énergie tout en le gardant très mobile. Ceci est rendu possible par un système de suspension réglable qui permet au châssis de monter et de descendre et de mettre plus facilement les capteurs en contact avec la surface lunaire pendant qu'il roule.

Contrairement aux rovers traditionnels qui transfèrent des échantillons à la surface lunaire après avoir foré dans la roche, LUVMI visera également à diviser par deux le temps d'analyse et à réduire le risque d'endommager les matériaux en les mesurant in situ plutôt que de les renvoyer sur Terre. Il le fera en forant dans le sol avec son préleveur, qui utilise la chaleur pour libérer les volatiles à mesurer.

Mais alors que l'analyse d'échantillons sur la lune pourrait fournir une certaine quantité d'informations, il n'y a rien de tel que d'avoir une partie de la lune devant soi à regarder sur Terre, dit le professeur Sara Russell au Natural History Museum de Londres, ROYAUME-UNI.

"Il y a beaucoup de choses qu'un rover in situ ou une mission orbitale peut faire, mais il existe de nombreuses expériences où vous devez réellement avoir l'échantillon dans vos mains dans un laboratoire pour les faire, " elle a dit.

Le professeur Russell a déclaré que cela était nécessaire pour des études telles que des mesures isotopiques précises pour déterminer l'âge ou l'histoire chimique des échantillons, ou des examens détaillés de la matière organique pour évaluer la possibilité de vie ailleurs dans le système solaire.

Elle fait partie d'une équipe qui élabore un plan de construction d'une installation paneuropéenne dédiée à la conservation appropriée des échantillons renvoyés de l'espace, les protéger de la contamination et les préserver en parfait état.

Curation

Son rôle, en tant que chef de file d'un projet appelé EURO-CARES, était de réunir des scientifiques et des ingénieurs de toute l'Europe pour planifier une installation européenne de conservation d'échantillons (ESCF) pour répondre aux besoins des missions de retour d'échantillons au cours des prochaines décennies.

"Il y a beaucoup de points communs dans ce que nous devons faire, et toute mission spatiale européenne sera une entreprise internationale qui est une collaboration de plusieurs pays différents, " a expliqué le professeur Russell. " Il était donc important que nous nous réunissions pour partager notre expertise et créer quelque chose qui serait plus européen. "

En plus d'unir leurs connaissances issues de recherches spatiales antérieures, les chercheurs ont visité des installations de conservation sur d'autres continents, comme celles de la NASA et de la JAXA japonaise. "Ils ont été brillants en partageant leurs leçons apprises, " a déclaré le professeur Russell.

Elle a dit que tout centre de recherche devrait être modulaire, avec de l'espace pour ajouter de nouveaux bâtiments pour protéger les échantillons provenant d'environnements très différents et éviter la contamination croisée. "La règle de base est que les échantillons doivent être conservés dans un état similaire à la façon dont ils sont à la surface de leur corps, " elle a dit.

Selon le professeur Russell, la conservation des échantillons lunaires eux-mêmes est relativement simple en raison du demi-siècle de connaissances héritées acquises lors des missions lunaires Apollo - ce qui fait que commencer par la lune est "vraiment bon, facile et faisable."

Mais, elle a dit, les échantillons de corps tels que Mars sont « une tout autre marmite de poisson » par rapport à la nature stérile de la lune. Il est nécessaire de prendre en compte les conditions de l'atmosphère martienne et la possibilité que des insectes puissent être ramenés sur Terre. Cela leur donne un statut «restreint» qui implique tout un ensemble de protocoles de protection sur Terre.

Cela pourrait également nécessiter, par exemple, une sorte de tente qui pourrait être érigée là où un échantillon atterrit pour le travail initial avant d'être emmené dans son installation de conservation finale.

L'équipe estime que la construction d'un ESCF pour la conservation d'échantillons uniquement non restreints coûterait entre 10 et 20 millions d'euros, et plus de 100 millions d'euros pour celui qui a également analysé des échantillons restreints. Le professeur Russell dit qu'il s'agit d'une dépense relativement faible compte tenu du coût global des missions, avec des missions actuelles de retour d'échantillons d'astéroïdes telles que Hayabusa2 et OSIRIS-REx budgétisées à des centaines de millions d'euros et une mission sur Mars susceptible de coûter des milliards.

L'équipe ne s'est pas encore installée sur un site spécifique et aurait besoin de rechercher des fonds pour le construire comme prochaine étape. Le professeur Russell dit :cependant, que les travaux sur un ESCF devraient commencer au moins sept ans avant que les échantillons soient susceptibles d'être renvoyés sur Terre - et avec des missions pouvant revenir de la lune et d'ailleurs dans un délai de 10 ans, cela peut accentuer l'urgence.

« Il est apparu à la maison que nous devons vraiment commencer à y penser maintenant, " a déclaré le professeur Russell. " Une installation ouvrirait un tout nouveau domaine de la science, certains dont nous ne savons même pas encore."