La NASA a récemment révélé qu’un faisceau laser avait été tiré depuis son Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) sur un vaisseau spatial à la surface de la Lune, une première technologique qui pourrait ouvrir la voie à de nouvelles méthodes de localisation précise des cibles.
L’agence spatiale américaine affirme qu’un faisceau laser a été transmis depuis l’instrument altimètre laser du LRO vers un petit appareil situé sur l’atterrisseur Vikram de l’Organisation indienne de recherche spatiale (ISRO) le 12 décembre 2023. La transmission s’est produite alors que le LRO se trouvait à plus de 60 miles alors que il est passé au-dessus du pôle Sud lunaire lorsqu’il a tiré une série d’impulsions laser sur le vaisseau spatial.
Le LRO a enregistré la lumière de son laser rebondissant sur un minuscule rétroréflecteur de la NASA positionné sur Vikram, confirmant que la technique était un succès.
Xiaoli Sun de la NASA Goddard, qui a dirigé l’équipe qui a développé le rétroréflecteur placé sur Vikram, s’est montré enthousiasmé par les réalisations résultant de la coopération entre les deux agences spatiales.
«Nous avons [shown] que nous pouvons localiser notre rétroréflecteur à la surface depuis l’orbite de la Lune », a déclaré Sun.
Le Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) de la NASA a ciblé avec succès un rétroréflecteur à l’extérieur de l’atterrisseur Vikram de l’ISRO le 12 décembre 2023 (Crédit : Goddard Space Flight Center de la NASA/Arizona State University).
En principe, tirer des lasers sur un objet et mesurer le temps nécessaire à la lumière pour revenir à son point d’origine n’a rien de nouveau et est couramment utilisé pour suivre des satellites en orbite autour de la Terre à l’aide de systèmes laser au sol.
Cependant, la technique récemment démontrée par la NASA inverse ce processus, en tirant un laser depuis un satellite en mouvement sur un objet stationnaire – dans ce cas, à la surface de la Lune – et en déterminant son emplacement précis.
Tir d’un laser sur un rétroréflecteur de la taille d’un cookie
Le rétroréflecteur spécial conçu par la NASA est minuscule, mesurant seulement deux pouces de diamètre. À peu près de la taille d’un biscuit Oreo, l’appareil est officiellement connu sous le nom de réseau de rétroréflecteurs laser et présente un motif de huit prismes installés dans un cadre en aluminium en forme de petit dôme, qui permet un moyen simple mais efficace de réfléchir la lumière provenant de presque toutes les directions.
L’appareil ne nécessite également aucune alimentation, ce qui signifie que sa conception durable lui permet de fonctionner pendant plusieurs décennies.
Ce n’est pas la première fois que la NASA utilise les rétroréflecteurs de manière innovante. Depuis 1969, une technique connue sous le nom de Lunar Laser Ranging (LLR) a été utilisée pour mesurer la distance entre la Lune et les observatoires terrestres à l’aide de rétroréflecteurs placés sur la surface de la Lune lors des missions Apollo, ainsi que du programme soviétique Luna.
Cependant, les conceptions de rétroréflecteurs plus avancées actuellement utilisées permettent une plus grande gamme d’applications potentielles que leurs prédécesseurs de l’ère Apollo. Aujourd’hui, les appareils sont également installés à l’extérieur de la Station spatiale internationale (ISS), ce qui permet aux vaisseaux spatiaux de livraison de marchandises de mesurer leur distance à l’approche et de s’y amarrer de manière autonome.
Dans les années à venir, ils pourraient également fournir plusieurs applications utiles aux astronautes d’Artemis travaillant dans des endroits où des conditions de faible luminosité rendraient autrement difficile l’atterrissage à côté d’un vaisseau spatial existant sur la surface lunaire.
À l’heure actuelle, il est prévu que des rétroréflecteurs de la NASA soient transportés dans l’espace à bord de plusieurs atterrisseurs lunaires publics et privés, notamment l’atterrisseur SLIM de l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale (JAXA), qui s’est éteint en seulement trois heures. effectuer son atterrissage historique sur la Lune pendant le weekend.
Un regard sur le LOLA du Lunar Reconnaissance Orbiter
Un problème qui découle de l’utilisation plus répandue de cette technologie dans l’exploration spatiale est que l’altimètre du LRO – actuellement le seul instrument laser en orbite autour de la Lune qui pourrait être utilisé pour de telles applications – fonctionne depuis treize ans de plus que prévu pour sa mission initiale et n’a jamais été conçu pour de telles applications. Pour cette raison, l’instrument du LRO a nécessité huit tentatives avant de pouvoir toucher avec succès le rétroréflecteur de l’atterrisseur Vikram.
Le laser en question est l’altimètre laser Lunar Orbiter (LOLA) du LRO. Cet instrument est principalement conçu pour mesurer avec précision les caractéristiques topographiques de la surface lunaire, ce qui a aidé la NASA à produire des modèles de la Lune essentiels à la planification d’atterrissages et d’exploration lunaires en toute sécurité, ainsi qu’à accroître notre compréhension de l’environnement lunaire dans son ensemble.
LOLA fonctionne avec un petit réseau de cinq faisceaux laser, qui sont tirés vers la Lune. Le temps nécessaire à chaque faisceau pour rebondir vers le LRO est mesuré, permettant à l’instrument de mesurer l’élévation des éléments sur la surface lunaire en dessous.
Bien que les capacités de LOLA soient idéales pour cartographier les caractéristiques de la surface de la Lune, il existe de grands écarts entre les faisceaux qu’elle produit, ce qui signifie que les chances d’atteindre une cible de la taille d’un cookie sont assez minces, en particulier lorsque le faisceau doit atteindre un centième de distance. un degré du rétroréflecteur.
À l’avenir, la NASA prévoit de produire un laser qui ne produit aucune lacune dans la couverture et qui peut rayonner en continu contre la surface lunaire lors de son passage pour garantir qu’il frappe tous les rétroréflecteurs avec une précision maximale.
Jusqu’à ce que de tels lasers soient utilisés, le meilleur et le seul pari de la NASA reste l’altimètre laser plus simple actuellement à bord du Lunar Reconnaissance Orbiter, dont l’expérience de décembre a déjà montré son succès lorsqu’il est utilisé de cette manière, même si cela peut également nécessiter un peu de temps. d’essais et d’erreurs.
“La prochaine étape consiste à améliorer la technique”, a déclaré Xiaoli Sun dans un communiqué, “afin qu’elle puisse devenir une routine pour les missions qui souhaitent utiliser ces rétroréflecteurs à l’avenir”.
Micah Hanks est le rédacteur en chef et co-fondateur de The Debrief. Il est joignable par email à [email protected]. Suivez son travail sur micahhanks.com et sur X : @MicahHanks.
2024-01-24 18:35:09
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