La Lune est l'endroit idéal pour SETI – Univers aujourd'hui

La Lune est l'endroit idéal pour SETI – Univers aujourd'hui

Dans moins de quatre ans, la NASA prévoit d’atterrir la première femme et le prochain homme sur la Lune dans le cadre du Projet Artemis . Ce retour tant attendu sur la Lune sera suivi de la construction de la porte lunaire, du camp de base d’Artemis et d’un programme «d’exploration lunaire durable». La création d’une présence humaine durable sur la Lune créera également de nombreuses opportunités de recherche scientifique passionnante.

Par exemple, les astronomes veulent conduire la radioastronomie de l’autre côté de la Lune, où les télescopes pourraient sonder la première période de l’Univers sans interférences radio terrestres. Pour aller plus loin, une équipe d’astronomes a récemment recommandé qu’un radiotélescope de l’autre côté 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 soumis à la National Academy of Sciences (NAS) Planetary Science and Astrobiology Decadal Survey 2023-2032 . L’équipe derrière elle était dirigée par Eric J. Michaud, étudiant en mathématiques à l’UC Berkeley, et comprenait des membres de SETI Institute , de Institute of Space Sciences and Astronomy à l’Université de Malte et les initiatives de rupture.

Illustration d’astronautes d’Artémis sur la Lune. Crédits: NASA

Comme ils l’ont expliqué, le potentiel de la radioastronomie lunaire a été 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 se faisaient (le Constellation Program ). Avec l’évolution des plans de la NASA au cours de la dernière décennie – «Moon to Mars» et le programme Artemis – le moment est venu de procéder à la planification nécessaire.

Le Dr Pete Worden, président de la Breakthrough Prize Foundation et ancien directeur du centre de recherche Ames de la NASA, était co-auteur du document. Comme il l’a dit à Universe Today par e-mail, la nécessité de créer un site pour un tel télescope est pressante:

«Il y a une certaine urgence à établir une réserve de radio-silence lunaire de l’autre côté avant que nous n’ayons le problème croissant que nous avons en orbite terrestre avec les interférences optiques des satellites de communication. Nous sommes déjà préoccupés par les satellites de communication chinois – il faut donc qu’il y ait un consensus mondial maintenant!

Les avantages de l’astronomie lunaire ont été longuement explorés. Pour commencer, un radiotélescope sur ou en orbite autour de la Lune permettrait des expériences de radioastronomie très sensibles. Sur Terre, les bandes radio les plus couramment utilisées pour la communication sont également considérées comme lucratives pour la recherche SETI. Malheureusement, leur utilisation courante les expose à de nombreuses interférences.

Image radio du ciel nocturne. Crédit: MPIA / Glyn Haslam.

En tant que tels, les radiotélescopes sur Terre sont basés dans des régions 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 courrier électronique, ces avantages incluent la possibilité de numériser:

«Les fréquences dominées par les [Interférences radioélectriques] RFI, 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 radioélectrique pourrait être particulièrement atténué si un cratère était choisi comme site d’un observatoire de surface. Certains emplacements de choix incluent les cratères Saha, Tsiolkovsky, Malapert et Daedalus, qui ont tous été sélectionnés comme sites possibles par des propositions antérieures de radio-astronomie 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 également quelques inconvénients. Par exemple, l’observatoire nécessiterait une mission d’atterrissage pour le livrer à la surface, ce qui est plus complexe que d’envoyer des missions en orbite. Ici, Michaud et ses collègues utilisent le Beresheet de l’Agence spatiale israélienne et l’atterrisseur lunaire Vikram de l’ISRO (qui fait partie de la mission Chandrayaan-2 ) à titre d’exemples, qui se sont tous deux écrasés à la surface.

China's Chang'e-4 lander on the lunar surface. Image Credit: CNSA/CLEP
L’atterrisseur chinois Chang’e-4 sur la surface lunaire. Crédit: CNSA / CLEP

Un autre inconvénient est qu’un atterrisseur ne serait pas capable de puiser de 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 car la face éloignée de la Lune n’est jamais en ligne de vue directe avec la Terre. La mission chinoise Chang’e-4 traite ce problème en relayant ses communications vers l’orbiteur Queqiao , qui tourne autour de la Lune au point Terre-Lune L2.

D’un autre côté, un télescope lunaire déployé en orbite autour de la Lune coûterait moins cher à lancer et pourrait également supporter une antenne plus grande – puisque l’apesanteur de l’orbite éliminerait le besoin d’une structure de support. Mais bien sûr, une telle mission a sa propre part d’inconvénients, comme le fait que RFI pourrait être plus un problème sur le côté éloigné.

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, il reste encore beaucoup de travail à faire avant qu’un observatoire lunaire SETI puisse être réalisé:

«L’une des principales faiblesses du document est qu’il est assez indépendant de la façon dont un télescope en orbite lunaire ou sur la surface lunaire devrait ressembler, en particulier. 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. »

Illustration de l’artiste de la nouvelle combinaison spatiale que la NASA conçoit pour les astronautes Artemis. Il s’appelle xEMU, ou unité de mobilité extra-véhiculaire d’exploration. Crédit: NASA

Entre-temps, le Dr Worden affirme que la NASA et la communauté astronomique internationale ont bien commencé avec le Project Artemis et les Artemis Accords [ 19459003] . Non seulement ceux-ci facilitent le retour sur la Lune, mais ils ont également établi un cadre de partenariat entre les nations et entre les secteurs privé et public. Ceci, explique le Dr Worden, sera essentiel pour établir l’infrastructure et le soutien nécessaires:

«Cette science importante. Je suis convaincu que nous pourrions commencer à placer ces observatoires de l’autre côté lunaire en utilisant des systèmes tels que Blue Moon pour installer un radiotélescope important d’ici le milieu de cette décennie. Le coût d’un tel projet serait comparable à celui des grands observatoires au sol, pouvant atteindre des centaines de millions de dollars. Cela signifie que le système pourrait être financé, en partie, par des philanthropes privés, tout comme nos nouveaux observatoires au sol majeurs le sont aujourd’hui.

L’une des choses les plus excitantes à propos du retour imminent sur la Lune est le genre de science et de missions supplémentaires qu’il permettra. Une fois toutes les infrastructures nécessaires en place – la passerelle lunaire, le camp de base d’Artemis, etc. – les astronautes pourront effectuer des missions à la surface avec une plus grande fréquence et pendant de plus longues périodes.

À long terme, des installations pourraient être construites qui permettraient l’astronomie lunaire, la science lunaire et le tourisme lunaire. Les leçons tirées de ces efforts pourraient même ouvrir la porte (osons-nous l’espérer) à un règlement lunaire permanent. Puisque tout cela commencera dans quelques années, le moment est venu de le planifier!

Lectures complémentaires: arXiv

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