| Organisation | NASA |
|---|---|
| Programme | Lunar Precursor Robotic |
| Domaine | Étude de la Lune |
| Type demission | Impacteur |
| Statut | Mission terminée |
| Lancement | 18 juin 2009 à 21 h 32 TU |
| Lanceur | Atlas V 401 |
| Durée de vie | 4 mois (mission primaire) |
| Identifiant COSPAR | 2009-031B |
| Site | [1] |
| Masse au lancement | 891 kg |
|---|
| VIS | Caméra lumière visible |
|---|---|
| NIC x 2 | Caméra proche infrarouge |
| MIR x 2 | Caméra infrarouge moyen |
| TLP | Photomètre luminance |
| VSP | Spectromètre en lumière visible |
| NSP x 2 | Spectromètre en proche infrarouge |
Lunar CRater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) est unesonde spatialelunaireaméricaine de laNASA lancée le à 21 h 32 TU par un lanceurAtlas V depuis labase de lancement de Cap Canaveral, en même temps que la sondeLunar Reconnaissance Orbiter (LRO). La mission de LCROSS est d'analyser les débris de Lune soulevés par l'impact de l'étageCentaur de son lanceur sur lesol lunaire dans une zone de la région polairesituée en permanence à l'ombre en y recherchant la présence d'eau. L'impact a lieu le vendredi. Les données recueillies permettent de confirmer la présence d'eau distribuée de manière irrégulière dans les régions situées en permanence à l'ombre.
Le sol lunaire est éclairé par le Soleil avec une périodicité liée à la durée du jour lunaire (29 jours terrestres). Lorsque le Soleil est au zénith, le sol atteint une température de233 °C. L'eau, qui peut être présente à l'origine ou apportée par desmétéorites, s'est depuis longtemps évaporée. De fait, les roches ramenées par lesmissions Apollo sont quasianhydres. Elles ne contiennent quasiment pas d'eau libre, ni de groupementshydroxyles (OH) dans des minéraux hydroxylés comme lesamphiboles,micas,argiles etserpentines. Les infimes traces d'eau identifiées sont généralement interprétées comme le résultat de contaminations durant le transit vers la Terre : les échantillons sont rangés dans lemodule lunaire puis dans lacapsule Apollo pendant le retour vers la Terre, et ce de façon non étanche. Il existe toutefois des régions près des pôles où le flanc descratères d'obscurité éternelle, soit des cratères créent des zones d'ombre permanentes qui ne sont jamais frappées par leSoleil parfois depuis des milliards d'années[1].
En 1999, la sondeLunar Prospector, placée en orbite autour de la Lune, détecte des traces d'hydrogène sur notre satellite au niveau des zones polaires au-dessus descratères situés en permanence à l'ombre[2]. Ces mesures peuvent indiquer la présence d'eau. Celle-ci, si elle est confirmée, a un impact important sur les plans d'exploration de laLune par des missions habitées. Mais des observations effectuées depuis la Terre à l'aide de radars ne permettent pas de confirmer la présence d'eau ; toutefois, cette absence de détection peut avoir une explication scientifique.
L'eau détectée peut être apportée par lesmétéorites au cours des centaines de millions d'années et être piégée dans les zones situées en permanence à l'ombre là où la température descend en dessous de 100kelvins[3].
La mission de la sonde lunaire LCROSS développée par laNASA est de confirmer ou d'infirmer la présence d'eau grâce à l'analyse par ses instruments des matériaux soulevés par l'impact d'un étage de son lanceur avec le sol lunaire dans la zone polaire où des traces d'hydrogène sont détectées.
Les objectifs détaillés de la mission de LCROSS sont[4] :
La sonde mesure 2 mètres de haut et a un diamètre de 2,6 mètres. Elle pèse 891 kg dont 306 kg de carburant (hydrazine). Lespanneaux solaires fournissent 600 watts d'énergie électrique stockée dans desaccumulateurs lithium-ion. Les télécommunications transitent par deux antennes à gain moyen autorisant un débit nominal de 1,5 Mo par seconde et deux antennes omnidirectionnelles de 40 ko[Quoi ?] et untranspondeur radio fonctionnant enbande S de 7 watts[5].
Les instruments scientifiques embarqués comprennent[6] :
LCROSS est une mission à coût et à délai réduits (79 millions dedollars américains) qui utilise des composants choisis dans le commerce. La sonde est construite parNorthrop Grumman Aerospace Systems tandis que le laboratoireAmes Research Center de la NASA assure la conduite générale de la mission et développe les instruments scientifiques.
Après son lancement, la sonde LCROSS reste solidaire du dernier étageCentaur, car ce dernier joue un rôle essentiel dans la mission. L'ensemble est injecté sur une orbite qui lui fait survoler la Lune au bout de 4 jours. Lors de ce survol, par effet d'assistance gravitationnelle, cette trajectoire est transformée en uneorbite polaire très allongée autour de la Terre de 36 jours de période. Après trois orbites, l'ensemble doit percuter la Lune près dupôle sud, au niveau ducratère Cabeus, le à 11 h 30 TU[7]. La sonde et l'étageCentaur se séparent environ 9 heures et 40 minutes avant l'impact à une distance de 87 000 km de la surface de la Lune. Après la séparation, la sonde se retourne de 180° pour que ses instruments soient face au sol lunaire et réduit sa vitesse pour s'écarter du corps de l'étage Centaur afin de ne s'écraser que 4 minutes après l'étage Centaur.
Le lieu visé est uncratère situé en permanence à l'ombre dans la région du pôle sud lunaire. Son emplacement exact est déterminé 30 jours avant l'impact. Pour remplir sa mission, la sonde doit s'écraser à moins de 10 km du point visé mais les concepteurs pensent atteindre une précision d'un kilomètre[8]. Au moment de l'impact, les deux engins ont une vitesse de2,5 km/s et leur trajectoire fait un angle compris entre60 et 70 ° avec le sol lunaire. L'étage Centaur pèse environ 2,3 tonnes tandis que la sonde doit peser entre621 et 866 kg. En s'écrasant, l'étageCentaur doit soulever une masse de 350 m3 de matériau lunaire en créant un cratère de 28 mètres de diamètre et de 6,5 mètres de profondeur. La sonde LCROSS traverse les débris soulevés, les analyse avec ses instruments et retourne les informations à la station de contrôle à Terre avant de s'écraser elle-même. Ce deuxième impact doit soulever 150 m3 de matériau en créant un cratère de 18 mètres de diamètre et de 3,5 mètres de profondeur.
La majorité du matériau lunaire projeté doit être soulevé à une hauteur inférieure à 10 km. Les satellites orbitant autour de la Lune, tels queLRO, ainsi que plusieurs des grands observatoires basés à Terre et enorbite terrestre (télescope spatial Hubble) observent l'impact et le panache[9]. Les données fournies par ces nombreuses sources sont utilisées. Lorsque les débris soulevés du cratère sont exposés auSoleil, laglace d'eau, leshydrocarbures et les autrescomposés organiques doivent se vaporiser et se décomposer en éléments simples. Ces éléments sont mesurés d'abord par les spectromètres fonctionnant dans l'infrarouge et le visible. Le spectromètre dans le proche infrarouge et dans l'infrarouge moyen doivent déterminer le volume total d'eau et sa distribution dans le panache. La caméra fonctionnant dans le visible détermine le lieu d'impact et le comportement du panache tandis que le photomètre mesure l'éclair lumineux créé par l'impact.
Après analyse des données recueillies par différentes sondes lunaires et par les observatoires terrestres et évaluation par les spécialistes de la Lune, la NASA sélectionne le lecratère Cabeus près du pôle sud lunaire comme cible pour la sonde LCROSS[10]. L'impact n'a pas créé le panache visible attendu. La caméra infrarouge embarquée a, par contre, bien repéré le cratère créé par l'écrasement de l'étageCentaur sur le sol lunaire[11]. Le responsable du projet, Dan Andrews, estime que les simulations effectuées avant l'écrasement de LCROSS exagèrent l'importance du panache créé par LCROSS (certaines d'entre elles n'ont pas été faites par la NASA). Il est possible également que les conditions d'éclairage n'ont pas été favorables à la mise en évidence du panache ce qui peut être en partie résolu en retraitant les photos effectuées. La profondeur du cratère Cabeus est peut-être également trop importante : cela doit être confirmé par l'instrument d'altimétrie laser embarqué parChandrayaan-1 ou Kaguya[12]. Le co-investigateur dutélescope spatial Hubble Alex Storrs déclare : « les premières analyses du spectre fourni par l'instrument STIS ne font apparaître aucune trace évidente d'hydroxyle mais les dépouillements ne sont pas achevés.»[13].
Le, la NASA annonce[14] que la présence d'eau est détectée dans les éjectas (confirmée entre autres par la présence d'hydroxyle, molécule formée à partir de l'eau). Les matériaux soulevés contiennent environ 20 % de volatils dont duméthane, de l'ammoniac, de l'hydrogène, dudioxyde et dumonoxyde de carbone,
| Programmes |
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| Missions en phase d'étude |
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| Projets annulés | ||
| Voir aussi | ||
| Les dates indiquées sont celles de lancement. Les missions russes et américaines ayant échoué au début de l'ère spatiale (<1975) ne sont pas listées. | ||
| Lanceurs |
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| Programme spatial habité |
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| Bases de lancement |
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| Établissements | |||||||||||||||||
| Programmes |
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| Articles liés | |||||||||||||||||
| La première date est celle du lancement du lancement (du premier lancement s'il y a plusieurs exemplaires). Lorsqu'elle existe la deuxième date indique la date de lancement du dernier exemplaire. Si d'autres exemplaires doivent lancés la deuxième date est remplacée par un -. Pour les engins spatiaux autres que les lanceurs les dates de fin de mission ne sont jamais fournies. | |||||||||||||||||
