L'agence spatiale américaine NASA a franchi une étape cruciale dans la préparation du retour de l'humanité sur la Lune, en sélectionnant trois instruments scientifiques avancés qui joueront un rôle essentiel dans l'exploration de notre satellite naturel. Deux de ces instruments seront intégrés à un véhicule tout-terrain lunaire (LTV) révolutionnaire, tandis que le troisième est prévu pour une future mission en orbite lunaire. Cette sélection constitue la base des objectifs scientifiques de l'ambitieux programme Artemis, qui vise à établir une présence humaine à long terme sur la Lune et à préparer les futures missions vers Mars.

Le véhicule tout-terrain lunaire (LTV) est au centre d'une nouvelle ère d'exploration. Contrairement à ses prédécesseurs du programme Apollo, ce véhicule est conçu pour des missions multiples et de longue durée. Ce sera le premier véhicule avec équipage à la surface de la Lune depuis plus de cinquante ans, capable de transporter deux astronautes et une quantité importante d'équipement scientifique. L'une de ses caractéristiques clés est la possibilité d'être télécommandé, ce qui permettra aux scientifiques sur Terre de poursuivre les recherches et la collecte de données même en l'absence des astronautes. Cette double fonctionnalité élargira considérablement la portée et l'efficacité de l'exploration, permettant de couvrir une zone de la surface lunaire bien plus vaste que jamais auparavant.

Nicky Fox, administratrice associée à la Direction des missions scientifiques au siège de la NASA à Washington, a souligné l'importance de ce projet. « Le véhicule tout-terrain lunaire d'Artemis emmènera l'humanité plus loin que jamais à travers la frontière lunaire dans un voyage épique de recherche scientifique et de découverte », a-t-elle déclaré. « En combinant le meilleur de l'exploration humaine et robotique, les instruments scientifiques sélectionnés pour le LTV apporteront des découvertes qui nous informeront sur le plus proche voisin de la Terre, mais contribueront également à la santé et à la sécurité de nos astronautes et de nos engins spatiaux sur la Lune. »

AIRES : Cartographie détaillée des minéraux et des substances volatiles lunaires

Le premier des deux instruments destinés au LTV est le spectromètre à réflectance et émission infrarouge Artemis (AIRES - Artemis Infrared Reflectance and Emission Spectrometer). Sa tâche principale sera l'identification, la quantification et la cartographie des minéraux lunaires et, plus important encore, des substances volatiles. Les substances volatiles sont des matériaux qui s'évaporent facilement, comme la glace d'eau, l'ammoniac ou le dioxyde de carbone. Trouver et comprendre la distribution de ces ressources, en particulier l'eau, est d'une importance cruciale pour les futures missions à long terme, car elles pourraient être utilisées pour boire, produire de l'oxygène pour la respiration et comme matière première pour le carburant de fusée.

AIRES fonctionnera en capturant des données spectrales à haute résolution qui seront superposées à des images prises dans le spectre visible. Cela permettra aux scientifiques de créer des cartes minéralogiques et chimiques détaillées de la surface lunaire. L'instrument pourra analyser des formations géologiques spécifiques, comme des cratères ou des roches, mais aussi capturer de larges panoramas pour obtenir une image complète de la distribution des ressources dans toute la région polaire sud de la Lune. C'est précisément le pôle sud qui a été stratégiquement choisi comme principale zone d'exploration en raison des « cratères perpétuellement ombragés » où les températures ne dépassent jamais le point de congélation, ce qui en fait des candidats idéaux pour la conservation de la glace d'eau pendant des milliards d'années. L'équipe derrière l'instrument AIRES est dirigée par Phil Christensen de l'Arizona State University à Tempe.

L-MAPS : Un regard profond sous la surface lunaire

Le deuxième instrument qui se trouvera sur le LTV est le spectromètre micro-ondes actif-passif lunaire (L-MAPS - Lunar Microwave Active-Passive Spectrometer). Tandis qu'AIRES analysera la surface, L-MAPS regardera en dessous, aidant les scientifiques à définir la structure du régolithe lunaire (la couche de poussière et de roches à la surface) et à rechercher d'éventuels emplacements de glace souterraine. Cet instrument est en fait un ensemble composé de deux parties : un spectromètre et un radar à pénétration de sol (GPR - ground-penetrating radar).

Le radar enverra des signaux profondément dans le sol lunaire et analysera leur écho, créant ainsi une carte tridimensionnelle des structures souterraines jusqu'à une profondeur impressionnante de 40 mètres. Simultanément, le spectromètre mesurera la température et la densité du matériau sous la surface. La combinaison de ces données fournira un aperçu sans précédent de la composition et de la stratigraphie du sous-sol lunaire. Cela permettra non seulement de localiser les dépôts de glace potentiels protégés des conditions difficiles à la surface, mais aussi de mieux comprendre l'histoire géologique de la Lune. L'équipe de l'instrument L-MAPS est dirigée par Matthew Siegler de l'Université d'Hawaï à Manoa.

Synergie des instruments et perspective orbitale

Les données collectées par AIRES et L-MAPS seront complémentaires. Ensemble, ils créeront une image complète des composants de la surface et du sous-sol lunaires, ce qui est essentiel pour soutenir l'exploration humaine et planifier les futures opérations. De plus, ces découvertes fourniront des indices importants sur l'histoire des mondes rocheux de notre système solaire, y compris la Terre. La caractérisation des ressources lunaires révélera de quoi la Lune est faite, où se trouvent les réserves de glace potentielles et comment la Lune change au fil du temps sous l'influence du vent solaire et des impacts de micrométéorites.

En plus des instruments qui seront intégrés au LTV, la NASA a également sélectionné un troisième instrument pour une future mission orbitale. Il s'agit du spectromètre d'imagerie ultra-compact pour la Lune (UCIS-Moon - Ultra-Compact Imaging Spectrometer for the Moon). Son rôle sera de fournir un contexte régional et mondial aux découvertes détaillées que le LTV réalisera au sol. Depuis l'orbite, UCIS-Moon cartographiera la géologie et les substances volatiles sur une vaste zone et, ce qui est particulièrement important, mesurera l'impact des activités humaines sur ces ressources sensibles. C'est un élément crucial pour assurer la durabilité des futures bases lunaires.

Le spectromètre UCIS-Moon aidera à identifier les zones les plus précieuses sur le plan scientifique pour les futures missions habitées, en guidant les astronautes vers les endroits où ils peuvent collecter les échantillons les plus représentatifs. Ses images à grand angle fourniront le contexte global de ces échantillons, permettant aux scientifiques de comprendre comment un site individuel s'intègre dans le tableau géologique plus large. Cet instrument fournira les données à la plus haute résolution spatiale à ce jour sur l'eau de surface sur la Lune, la composition minérale et les propriétés thermophysiques. L'équipe de l'instrument UCIS-Moon est dirigée par Abigail Fraeman du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA en Californie du Sud.

La voie vers de nouvelles découvertes

Joel Kearns, administrateur associé adjoint pour l'exploration à la Direction des missions scientifiques, a souligné la synergie des instruments sélectionnés. « Ensemble, ces trois instruments scientifiques réaliseront des progrès significatifs pour répondre à des questions clés sur la nature des minéraux et des substances volatiles présents à la surface et sous la surface de la Lune », a-t-il déclaré. « Avec ces instruments sur le LTV et en orbite, nous pourrons caractériser la surface non seulement là où les astronautes explorent, mais sur toute la région polaire sud de la Lune, offrant des opportunités passionnantes de découvertes scientifiques et d'exploration dans les années à venir. »

Parallèlement à la sélection des instruments, la NASA a collaboré avec trois entreprises en compétition pour la construction du véhicule tout-terrain lunaire : Intuitive Machines, Lunar Outpost et Venturi Astrolab. Les trois entreprises ont terminé avec succès les examens de conception préliminaires. Ces examens confirment que la conception initiale de chaque rover lunaire commercial répond à toutes les exigences système de la NASA, que les bonnes options de conception ont été sélectionnées, que les interfaces ont été identifiées et que les méthodes de vérification ont été décrites. La NASA va maintenant évaluer les propositions d'ordres de tâches qu'elle recevra de chaque fournisseur de LTV et prendra une décision de sélection pour une mission de démonstration d'ici la fin de 2025. Grâce au programme Artemis, la NASA abordera des questions scientifiques de haute priorité, en se concentrant sur celles qui peuvent être le mieux résolues par des explorateurs humains sur place, en utilisant des systèmes robotiques avancés à la surface et en orbite.

L'article original a été publié sur le portail du Jet Propulsion Laboratory de la NASA. Source : NASA Selects Instruments for Artemis Lunar Terrain Vehicle