La NASA veut aller au lune, et les astrophysiciens veulent que leurs instruments roulent aussi.
Les détails sont toujours en mouvement, alors que les scientifiques trouvent ce qui est le plus logique compte tenu des contraintes scientifiques et logistiques de la lune. Mais ils sont convaincus que les priorités actuelles de la NASA sur la lune offrent des avantages qui soutiendraient leurs objectifs. Les priorités de l’agence sont matérialisées par Programme Artemis, qui vise à faire atterrir les humains sur la lune en 2024 d’une manière durable et à long terme qui offre un avenir à la science ainsi qu’à l’exploration.
« Capacité de lancement lourde, astronautes, facilité d’entretien, assemblage dans l’espace – toutes ces choses sont des choses qui nous tiennent à cœur », a déclaré Heidi Hammel, astronome planétaire à l’Association of Universities for Research in Astronomy, lors de l’atelier virtuel Lunar Surface Science. tenue le 28 mai. « Et ils font partie intégrante de l’initiative de retour à la lune. »
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Quelques télescopes ont déjà opéré sur la lune. NASA Apollo 16 mission en 1972 portait un télescope ultraviolet que l’astronaute John Young utilisait pour l’image des nébuleuses, des étoiles et de l’atmosphère terrestre. Chine Mission Chang’e-3, qui a atterri sur la lune en 2013, transportait également un télescope ultraviolet.
Mais la lune est généralement un nouveau territoire pour les télescopes, a déclaré Hammel, et les détails de la façon dont les astrophysiciens pourraient puiser dans le programme Artemis restent à déterminer. Une distinction importante peut être entre les télescopes sur la lune et les télescopes à la lune. En effet, même la poussière terrestre est un problème pour les équipements d’astronomie délicats – et la poussière lunaire est un beaucoup plus aggravant que son homologue terrestre.
Cela dit, il n’est pas impossible d’imaginer des télescopes prospérant sur la surface lunaire, a déclaré Hammel. Elle a pointé du doigt une montagne volcanique au cœur de l’île d’Hawaï, Maunakea. Aujourd’hui, il est connu pour une douzaine d’installations d’astronomie perchées au sommet de la montagne, où l’atmosphère est calme et les conditions d’observation sont favorables. Mais dans les années 1960, c’était un site de formation clé pour les astronautes de l’ère Apollo pratiquant les marches lunaires et la géologie.
« Maunakea était un terrain d’essai pour [the] programme d’exploration lunaire « , a déclaré Hammel. » Si nous n’avons rien appris au cours des 50 dernières années … nous avons appris à construire des télescopes dans ce type d’environnement. « Ces leçons, dit-elle, peuvent être applicables à tous les instruments qui le font doivent être placés sur la surface lunaire.
En outre, les astronomes ont beaucoup appris sur le lancement de télescopes dans l’espace depuis l’époque de ce premier télescope lunaire. Les télescopes terrestres et spatiaux se sont améliorés de façon exponentielle. Considérez la puissance du Le télescope spatial Hubble, qui, comme pourraient le faire les futurs télescopes en orbite lunaire, s’est appuyé sur les visites des astronautes pour rafraîchir son équipement en vieillissant.
Et bien qu’un lancement sur la Lune nécessiterait des instruments plus petits que ceux que les astronomes à la surface de la Terre peuvent utiliser, les visites fréquentes sur la Lune qui sont censées être la marque de fabrique du programme Artemis suggèrent que les scientifiques pourraient envoyer des télescopes plus grands que ce qu’ils doivent Date.
Donc, en supposant que les scientifiques peuvent envoyer plus de masse, garder les instruments plus frais avec la maintenance des astronautes et régler les problèmes de poussière, quel type d’instruments pourraient-ils envoyer?
Les astronomes ont beaucoup d’idées sur ce qu’ils pourraient faire avec les radiotélescopes sur la Lune, car ces instruments sont confrontés à une contrainte majeure sur Terre. Le barrage constant de signaux radio que nous générons avec notre multitude d’équipements électroniques à la surface et en orbite fait des ravages sur les observations radio faites depuis la Terre, et la de l’autre côté de la lune est le seul endroit du système solaire à l’abri de ces signaux.
Cette interférence signifie que les scientifiques ont passé des décennies à imaginer le potentiel des observatoires radio de l’autre côté. De tels instruments pourraient voir dans les premiers jours de l’univers ou écouter les signaux produits par une hypothétique techno-civilisation extraterrestre, par exemple.
Mais pour d’autres longueurs d’onde, les possibilités lunaires sont un peu moins évidentes, en particulier avec seulement le précédent de quelques instruments ultraviolets à partir desquels travailler, a déclaré Hammel. « L’une des raisons pour lesquelles nous avons beaucoup de va-et-vient sur la mise des télescopes sur la lune [is that] l’état de l’art au sol, sur Terre et dans l’espace a tellement évolué au cours des 50 dernières années qu’il nous est difficile d’imaginer ce que nous mettrions en surface dans les UV [ultraviolet] et optique et proche infrarouge « , a déclaré Hammel. » Il est difficile d’imaginer ce que nous aurions besoin de construire là-bas. «
Une opportunité convaincante, a-t-elle noté, serait de regarder la Terre depuis la Lune comme une pratique pour étudier des mondes au-delà de notre système solaire. Exoplanètes sont des cibles scientifiques convaincantes, mais à de si grandes distances, les scientifiques ont du mal à saisir les détails de ces mondes et à interpréter à quoi ils pourraient ressembler de près.
« Peu importe que ce soit un petit télescope, car les exoplanètes, nous ne pouvons pas vraiment les résoudre de toute façon », a déclaré Hammel. « Être capable d’étudier la Terre en plusieurs phases, plusieurs longueurs d’onde, sur de très longues durées et de courtes durées, nous fournira des informations vraiment puissantes pour comprendre les exoplanètes semblables à la Terre. »
Hammel a dit observations ultraviolettes en général sont alléchantes, car de telles longueurs d’onde ne peuvent pas être étudiées à partir de la surface de la Terre. La même atmosphère qui protège la vie sur Terre contre les fritures par les rayons ultraviolets empêche également les télescopes basés au sol d’étudier le rayonnement ultraviolet astronomique. Mais il n’y a pas d’atmosphère pour interférer sur la lune.
Bien que les astrophysiciens rassemblent toujours les détails de ce à quoi pourraient ressembler les observatoires lunaires, la communauté est déjà à bord du programme Artemis. Les deux premiers chargements robotiques de fret scientifique les entreprises commerciales livreront à la surface lunaire dans le cadre du programme, qui sera lancé l’année prochaine, comprendra deux projets d’astrophysique, dont une expérience de radioastronomie.
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