L'organisation spatiale indienne ISRO a lancé Chandrayaan 2 sur la Lune l'année dernière en juillet. Alors que son atterrisseur Vikram s'est écrasé sur la surface lunaire le 7 septembre, l'orbiteur Chandrayaan 2 continue de tourner autour de la Lune.
L'orbiteur Chandrayaan 2 héberge un ensemble complet d'instruments pour cartographier la Lune et nous obtenons maintenant un aperçu des données qu'il a envoyées.
Les scientifiques de l'ISRO ont soumis une série de résultats initiaux des instruments de cartographie de l'orbiteur pour les présenter à la 51e conférence scientifique lunaire et planétaire en mars. Il s'agit d'une conférence annuelle organisée aux États-Unis où plus de 2000 scientifiques planétaires et étudiants du monde entier assistent et présentent leurs derniers travaux. Cependant, en raison de préoccupations concernant 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. La CODP peut l'image à une meilleure résolution de 0,25 mètre / pixel, battant le meilleur de la NASA Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) de 0,5 mètre / pixel.
En octobre, nous avions déjà vu la CODP fléchir ses muscles en envoyant des images où des rochers de moins de 1 mètre étaient clairement visibles. Et maintenant, la CODP a démontré l'imagerie d'une zone qui n'est pas directement éclairée par la lumière du soleil! Il a capturé une image d'un sol de cratère dans l'ombre en voyant la faible lumière tomber sur lui qui a été réfléchie par le bord du cratère!
À l'avenir, cette capacité sera utilisée pour visualiser 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 près d'eux, transportant de l'eau et d'autres ressources de l'intérieur.
Cartes 3D haute résolution
La caméra de cartographie du terrain (TMC 2) à bord de Chandrayaan 2 est un imageur stéréo, ce qui signifie qu'elle peut capturer des images 3D. Il le fait en imaginant le même site sous trois angles différents, semblable au LRO de la NASA, à partir duquel une image 3D est construite.
TMC 2 a retransmis des images prises à 100 km au-dessus de la surface lunaire et les vues 3D générées sont superbes. Voici l'un d'un cratère et d'une crête ridée, cette dernière étant une caractéristique tectonique.
Ces images sont très utiles pour comprendre comment les caractéristiques lunaires se forment et prennent leur forme. Par exemple, une image 3D peut aider à construire une image précise de la géométrie de l'impact qui a formé un cratère.
Au fil du temps, 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.
Yeux améliorés dans l'infrarouge
Le spectromètre infrarouge imageur (IIRS) de Chandrayaan 2 est le successeur du célèbre instrument Moon Meralogical Mapper (M3) à bord de Chandrayaan 1.
L'instrument M3, qui a été apporté par la NASA, a été reconnu publiquement pour ses excellentes capacités de cartographie minérale et de détection de l'eau sur la Lune. Noah Petro, Project Scientist pour LRO, a récemment noté sur Twitter:
«Il y a 10 ans, Chandrayaan-1 a pris fin aujourd'hui. J'ai eu tellement de chance de faire partie de cette mission. L'instrument M3 nous a permis de faire un grand pas en avant dans l'apprentissage de la composition de notre 8ème continent! »
- Noah Petro, Project Scientist pour LRO, sur Twitter.
IIRS et M3 détectent tous deux la lumière solaire réfléchie à la surface de la Lune. Les scientifiques identifient les minéraux à la surface en fonction des motifs de ces réflexions. L'IISR possède près de deux fois la sensibilité du M3 dans la lumière infrarouge et les premiers résultats le démontrent. Voici des images du cratère Glauber vues respectivement par l'IIRS et M3.
Grâce au 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 en 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.
Notez que tout cela est encore moins d'eau que les déserts les plus secs de la Terre. Cependant, les pôles lunaires abritent 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 à ouverture synthétique miniature (Mini-SAR) sur Chandrayaan 1. Le DFSAR pénètre la surface de la Lune deux fois plus profondément que le Mini-SAR. Non seulement cela, DFSAR possède également une résolution plus élevée que le radar à bord LRO appelé Mini-RF. Les premiers résultats le démontrent, en comparant 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 foncés en permanence sur les pôles de la Lune. Les estimations actuelles basées sur des observations antérieures suggèrent que les pôles de la Lune abritent plus de 600 milliards de kg de glace d'eau, ce qui équivaut à au moins 240 000 piscines olympiques.
Et après?
Les communautés de la science et de l'exploration lunaires conviennent que nous pouvons exploiter la glace d'eau sur les pôles de la Lune pour alimenter les futurs habitats lunaires. En utilisant l'énergie solaire générée par les habitats, nous pouvons également diviser la glace d'eau en hydrogène et en 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 terrain. 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 tournera autour de la Lune pendant sept ans et que cela devrait être amplement le temps de cartographier et de quantifier complètement l'eau et ses régions hôtes sur la Lune.
Les missions à la surface qui explorent ces régions ombragées de façon permanente, comme le futur rover VIPER de la NASA, sont la prochaine étape logique vers des habitats durables sur la Lune. Alors que nous développons des technologies qui exploitent la glace d'eau sur la Lune, nous pouvons coloniser non seulement notre voisin céleste mais aussi le système solaire. Nous devrions être heureux que notre Lune ait beaucoup d'eau; nous ne pouvons pas continuer à tout tirer du puits gravitationnel de la Terre pour toujours.
