Crédit :ISRO
l'organisation spatiale de l'Inde, ISRO, a lancé Chandrayaan 2 sur la lune l'année dernière en juillet. Alors que son atterrisseur Vikram s'écrasait sur la surface lunaire le 7 septembre, l'orbiteur Chandrayaan 2 continue d'orbiter autour de la lune.
L'orbiteur Chandrayaan 2 héberge un vaste ensemble d'instruments pour cartographier la lune, et maintenant, nous obtenons un aperçu des données qu'il a envoyées.
Les scientifiques de l'ISRO avaient soumis une série de résultats initiaux des instruments de cartographie de l'orbiteur à présenter lors de la 51e conférence phare sur les sciences lunaires et planétaires en mars. Il s'agit d'une conférence annuelle organisée aux États-Unis où plus de 2000 planétologues et étudiants du monde entier assistent et présentent leurs derniers travaux. Cependant, en raison des inquiétudes suscitées par le nouveau coronavirus, la conférence a été annulée.
Voir un cratère dans le noir
L'orbiteur Chandrayaan 2 possède une caméra optique appelée Orbiter High-Resolution Camera (OHRC) qui capture des images détaillées de la lune. OHRC peut imager à une meilleure résolution de 0,25 mètre/pixel, battant le meilleur de 0,5 mètre/pixel de la NASA Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO).
De retour en octobre, nous avons déjà vu la CODP fléchir ses muscles en envoyant des images comprenant des rochers clairement visibles de moins d'un mètre. Et maintenant, la CODP a fait la démonstration de l'imagerie d'une zone qui n'est pas directement éclairée par la lumière du soleil. Il a capturé une image d'un fond de cratère dans l'ombre en voyant la faible lumière qui s'y reflète et qui a été réfléchie par le bord du cratère.
Aller de l'avant, cette capacité sera utilisée pour imager l'intérieur des cratères sur les pôles lunaires, où la lumière du soleil n'atteint jamais. La cartographie du terrain des cratères polaires est importante car les futurs habitats lunaires seraient stationnés à proximité d'eux, transportant de l'eau et d'autres ressources de l'intérieur.
L'orbiteur Chandrayaan 2. Crédit :ISRO
Cartes 3D de la plus haute résolution
La caméra de cartographie du terrain (TMC 2) à bord de Chandrayaan 2 est un imageur stéréo, ce qui signifie qu'il peut capturer des images 3D. Il le fait en imageant le même site sous trois angles différents, semblable au LRO de la NASA, à partir de laquelle une image 3-D est construite.
TMC 2 a renvoyé des images prises à 100 km au-dessus de la surface lunaire et les vues 3D générées à partir de celles-ci sont superbes. Voici celle d'un cratère et d'une crête ridée, ce dernier étant une caractéristique tectonique.
De telles images sont très utiles pour comprendre comment les caractéristiques lunaires se forment et prennent leur forme. Par exemple, une image 3-D peut aider à construire une image précise de la géométrie de l'impact qui a formé un cratère.
Heures supplémentaires, Chandrayaan 2 fournira les images 3D de la plus haute résolution de la lune entière, la meilleure résolution de cas étant de 5 mètres/pixel.
A gauche :Image de la surface lunaire par l'orbiteur Chandrayaan 2. La région R1 fait partie d'un cratère ne recevant pas la lumière du soleil au moment de la capture d'image. À droite :le sol du cratère dans l'obscurité photographié par l'OHRC de Chandrayaan 2 en voyant la faible lumière réfléchie par le bord du cratère. Crédit :ISRO
Yeux améliorés dans l'infrarouge
Le spectromètre infrarouge imageur (IIRS) de Chandrayaan 2 est le successeur du célèbre instrument Moon Mineralogical Mapper (M3) à bord de Chandrayaan 1.
L'instrument M3, qui a été contribué par la NASA, a été publiquement reconnu pour ses excellentes capacités de cartographie minérale et de détection de l'eau sur la lune. Noé Pétro, scientifique de projet pour LRO, a récemment noté sur Twitter :
Il y a 10 ans aujourd'hui, Chandrayaan-1 a pris fin. J'ai eu tellement de chance de faire partie de cette mission. L'instrument M3 a permis de faire un grand pas en avant dans l'apprentissage de la composition de notre 8ème continent. @_DanOnThemoon_ @pyroxena @NASAmoon @isro
– Noah Petro (@nepetro) 28 août 2019
L'IIRS et le M3 détectent tous deux la lumière solaire réfléchie par la surface de la lune. Les scientifiques identifient les minéraux à la surface en fonction des motifs de ces réflexions. L'IIRS possède près de deux fois la sensibilité de M3 à la lumière infrarouge et les premiers résultats le démontrent.
Vue 3-D d'un cratère sur la lune générée à partir d'images capturées par la caméra de cartographie du terrain de l'orbiteur Chandrayaan 2. Crédit :ISRO
Grâce à M3, les scientifiques savent maintenant que le sol lunaire contient des traces d'eau et de molécules d'hydroxyle, même dans les régions non polaires. L'IIRS à bord de Chandrayaan 2 cartographiera les concentrations d'eau dans le sol lunaire avec une sensibilité améliorée. Les observations à long terme de Chandrayaan 2 visent à discerner comment la teneur en eau du sol lunaire change en réponse à l'environnement lunaire, c'est à dire., à quoi ressemble le cycle de l'eau lunaire.
A noter que tout cela représente tout de même moins d'eau que les déserts les plus secs de la Terre. Cependant, les pôles lunaires hébergent sensiblement plus d'eau. Et c'est là que le radar de Chandrayaan 2 entre en scène.
Quantifier l'eau sur la lune
Le radar à ouverture synthétique à double fréquence (DFSAR) à bord de l'orbiteur Chandrayaan 2 est le successeur du radar miniature à ouverture synthétique (Mini-SAR) sur Chandrayaan 1. Le DFSAR pénètre la surface de la lune deux fois plus profondément que le Mini-SAR. Pas seulement ça, DFSAR bénéficie également d'une résolution plus élevée que le radar embarqué LRO appelé Mini-RF. Les premiers résultats le démontrent tout autant, comparer une image radar DFSAR de la région avec Mini-RF.
Avec une plus grande profondeur de pénétration et une résolution plus élevée que tous les instruments antérieurs, L'orbiteur de Chandrayaan 2 est en train de quantifier de manière adéquate la quantité de glace d'eau piégée sous les planchers de cratère sombres en permanence sur les pôles de la lune. Les estimations actuelles basées sur des observations passées suggèrent que les pôles de la lune abritent plus de 600 milliards de kg de glace d'eau, équivalent à au moins 240, 000 piscines olympiques.
Vue 3D d'une crête ridée sur la lune générée à partir d'images capturées par la caméra de cartographie du terrain de l'orbiteur Chandrayaan 2. Crédit :ISRO
Le cratère Glauber sur la lune photographié en infrarouge par l'IIRS de Chandrayaan 2 et le M3 de Chandrayaan 1 respectivement. Crédit :ISRO, Nasa
Une région sur la lune imagée par le radar de l'ISRO Chandrayaan 2 (le plus à gauche), Radar de la NASA LRO (au centre) et caméra à lumière visible de LRO. Crédit :ISRO
Et après?
Les communautés de science et d'exploration lunaires conviennent que nous pouvons exploiter la glace d'eau sur les pôles de la lune pour alimenter les futurs habitats lunaires. Grâce à l'énergie solaire générée par les habitats, nous pouvons également diviser la glace d'eau en hydrogène et oxygène pour l'utiliser comme carburant de fusée.
Mais avant de planifier des habitats aux pôles de la lune, nous devons en savoir plus sur la nature de la glace d'eau dans ces régions et comment y accéder compte tenu de leur relief. Les premiers résultats de Chandrayaan 2 montrent clairement la promesse du mappeur la plus haute résolution jamais envoyé sur la lune. L'ISRO a déclaré que Chandrayaan 2 orbiterait autour de la lune pendant sept ans et cela devrait être amplement le temps de cartographier et de quantifier complètement l'eau et leurs régions hôtes sur la lune.
Des missions de surface qui explorent ces régions aquatiques ombragées en permanence, comme le prochain rover VIPER de la NASA, sont la prochaine étape logique vers des habitats durables sur la lune. Alors que nous développons des technologies qui puisent dans la glace d'eau sur la lune, nous pouvons coloniser non seulement notre voisin céleste, mais le système solaire. Nous devrions être heureux que notre lune ait beaucoup d'eau; nous ne pouvons pas continuer à tout faire sortir du puits gravitationnel de la Terre pour toujours.
