Illustration des astronautes d'Artémis sur la Lune. Crédit :NASA
En moins de quatre ans, La NASA prévoit de faire atterrir la première femme et le prochain homme sur la lune dans le cadre du projet Artemis. Ce retour tant attendu sur la Lune doit être suivi de la construction de la Porte Lunaire, le camp de base d'Artémis et un programme d'« exploration lunaire durable ». La création d'une présence humaine durable sur la lune créera également de nombreuses opportunités pour des recherches scientifiques passionnantes.
Par exemple, les astronomes veulent faire de la radioastronomie sur la face cachée de la lune, où les télescopes pourraient sonder la première période de l'Univers sans interférence radio terrestre. Pour aller plus loin, une équipe d'astronomes a récemment recommandé qu'un radiotélescope sur la face cachée de la lune (ou en orbite lunaire) pourrait aider dans un autre domaine de recherche important :la recherche d'intelligence extraterrestre (SETI) !
La proposition a fait l'objet d'un livre blanc qui a été soumis à la National Academy of Sciences' Planetary Science and Astrobiology Decadal Survey 2023-2032. L'équipe derrière elle était dirigée par Eric J. Michaud, un premier cycle en mathématiques à l'UC Berkeley, et inclus des membres de l'Institut SETI, l'Institut des sciences spatiales et d'astronomie de l'Université de Malte, et les initiatives révolutionnaires.
Comme ils l'ont expliqué, le potentiel de la radioastronomie lunaire est reconnu depuis l'époque du programme Apollo. L'intérêt s'est renouvelé au début des années 2000, à une époque où les premiers pas vers le retour des astronautes sur la lune étaient en cours (le programme Constellation). Avec l'évolution des plans de la NASA au cours de la dernière décennie - "Lune vers Mars" et le programme Artemis - le moment est venu pour la planification nécessaire de se produire.
Dr Pete Worden, la Chairman Breakthrough Prize Foundation et l'ancien directeur du Ames Research Center de la NASA, était co-auteur de l'article. Comme il l'a dit à Universe Today par e-mail, la nécessité d'établir un site pour un tel télescope est pressante :
Image radio du ciel nocturne. Crédit :MPIA/Glyn Haslam
« Il est urgent d'établir une réserve radio-silencieuse de la face cachée de la Lune avant d'avoir le problème naissant que nous avons en orbite terrestre avec les interférences optiques des satellites de communication. Nous sommes déjà préoccupés par les satellites de communication chinois. consensus mondial maintenant !"
Les avantages de l'astronomie lunaire ont été longuement explorés. Pour commencer, un radiotélescope sur ou en orbite lunaire permettrait des expériences de radioastronomie hautement sensibles. Sur Terre, les bandes radio les plus couramment utilisées pour la communication sont également considérées comme lucratives pour la recherche SETI. Malheureusement, leur usage courant les rend sujettes à de nombreuses interférences.
En tant que tel, les radiotélescopes sur Terre sont basés dans des parties du monde qui ont une pollution radio minimale, comme les déserts et les régions éloignées. Mais la face cachée de la lune pourrait très bien être l'endroit le plus "radio-silencieux" du système solaire. Comme Michaud l'a expliqué à Universe Today par e-mail, ces avantages incluent la possibilité de numériser des "fréquences dominées par [les interférences radioélectriques], ainsi que les très basses fréquences bloquées par l'ionosphère. Aller dans l'espace résout le problème de l'ionosphère, et aller sur la lune atténue le problème des RFI."
Comme ils l'indiquent dans leur étude, le bruit radio pourrait être particulièrement atténué si un cratère était choisi comme site d'un observatoire de surface. Certains emplacements de choix incluent le Saha, Tsiolkovski, Malapert, et les cratères du Dédale, qui ont tous été sélectionnés comme sites possibles par de précédentes propositions de radioastronomie lunaire. Dans un tel environnement, les parois du cratère bloqueraient les interférences provenant des orbiteurs ou des engins spatiaux.
Naturellement, un télescope sur la surface lunaire présente quelques inconvénients, également. Par exemple, l'observatoire nécessiterait une mission d'atterrisseur pour le livrer à la surface, ce qui est plus complexe que d'envoyer des missions en orbite. Ici, Michaud et ses collègues utilisent comme exemples le Beresheet de l'Agence spatiale israélienne et l'atterrisseur lunaire Vikram de l'ISRO (qui fait partie de la mission Chandrayaan-2), les deux s'étant écrasés à la surface.
L'atterrisseur chinois Chang'e-4 sur la surface lunaire. Crédit :CNSA/CLEP
Un autre inconvénient est qu'un atterrisseur ne serait pas en mesure de puiser l'énergie solaire pendant la nuit lunaire de 14 jours, ce qui signifie qu'il devrait venir avec une grande batterie. Les communications seraient également un défi puisque la face cachée de la Lune n'est jamais en ligne de vue directe avec la Terre. La mission chinoise Chang'e-4 y fait face en relayant ses communications vers l'orbiteur Queqiao, qui orbite autour de la Lune au point L2 Terre-Lune.
D'autre part, un télescope lunaire déployé en orbite lunaire coûterait moins cher à lancer et pourrait également supporter une antenne plus grande, car l'apesanteur de l'orbite éliminerait le besoin d'une structure de support. Mais bien sûr, une telle mission a son lot d'inconvénients, comme le fait que RFI pourrait être plus un problème de l'autre côté.
La nature du champ gravitationnel de la lune signifie également que la plupart des orbites lunaires sont intrinsèquement instables, ce qui entraîne une désintégration orbitale. Heureusement, Michaud et ses collègues indiquent qu'il existe plusieurs « orbites gelées » où un orbiteur pourrait rester stable pendant des années. Comme l'explique Michaud, beaucoup de travail doit se produire avant qu'un observatoire lunaire SETI puisse être réalisé :
"Une faiblesse majeure du document est qu'il est assez agnostique sur la façon dont, Plus précisément, un télescope en orbite lunaire ou sur la surface lunaire devrait regarder. Je pense que la prochaine étape serait de développer des conceptions spécifiques pour un orbiteur. Certains calculs doivent également être effectués pour déterminer la meilleure orbite pour un tel instrument."
En attendant, Le Dr Worden affirme que la NASA et la communauté astronomique internationale ont pris un bon départ avec le projet Artemis et les accords Artemis. Non seulement ils facilitent un retour sur la lune, mais ils ont également établi un cadre pour les partenariats entre les nations et entre les secteurs privé et public. Cette, Le Dr Worden explique, sera essentiel à la mise en place de l'infrastructure et du soutien nécessaires :
Illustration d'artiste de la nouvelle combinaison spatiale que la NASA conçoit pour les astronautes d'Artemis. C'est ce qu'on appelle le xEMU, ou Unité de mobilité extravéhiculaire d'exploration. Crédit :NASA
"Cette science importante. Je suis convaincu que nous pourrions commencer à placer ces observatoires sur la face cachée de la Lune en utilisant des systèmes tels que la lune bleue de Blue Origin pour placer un radiotélescope significatif de la face cachée d'ici le milieu de cette décennie. Le coût d'un tel projet serait être comparable aux grands observatoires au sol, peut-être de l'ordre de centaines de millions de dollars. Cela signifie que le système pourrait être financé, en partie, par des mécènes privés, tout comme nos principaux nouveaux observatoires au sol le sont aujourd'hui. »
Une fois que toute l'infrastructure nécessaire est en place—la passerelle lunaire, Camp de base d'Artémis, etc. – les astronautes pourront effectuer des missions à la surface avec une fréquence plus élevée et pour des périodes plus longues.
À long terme, des installations pourraient être construites qui permettraient l'astronomie lunaire, science lunaire, et le tourisme lunaire. Les leçons tirées de ces efforts pourraient même ouvrir la porte (oserons-nous l'espérer) à un règlement lunaire permanent. Comme tout cela commencera dans quelques années seulement, le temps de planifier c'est maintenant!
