Lunar Crater Observation and Sensing Satellite - Définition
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Introduction
Lunar CRater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) est une sonde spatiale lunaire américaine de la NASA lancée le 18 juin 2009 à 21H32 GMT par une fusée Atlas V depuis la base Cap Canaveral, en même temps que la sonde Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO). La mission de LCROSS est d'analyser les débris de Lune créés par l'écrasement d'un étage de sa fusée porteuse sur le sol lunaire dans la région polaire en y recherchant la présence d'eau. Cet écrasement a eu lieu le vendredi 9 octobre 2009.
Contexte
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 de 233 °C. L'eau, qui pouvait être présente à l'origine ou avoir été apportée par des météorites, s'est depuis longtemps évaporée. De fait, les roches ramenées par les missions Apollo sont quasi anhydres. Elles ne contiennent quasiment pas d'eau libre, ni de groupements hydroxyles (OH) dans des minéraux hydroxylés comme les amphiboles, micas, argiles et serpentines. Les infimes micro-traces d'eau identifiées sont généralement interprétées comme le résultat de contaminations : les échantillons étaient rangés dans le LEM puis dans la capsule Apollo pendant le retour vers la Terre, et ce de façon non étanche.
Il existe toutefois des régions près de pôles où les flancs des cratères créent des zones d'ombre permanentes qui n'ont jamais été frappés par le Soleil parfois depuis des milliards d'années.
En 1999, la sonde Lunar Prospector a détecté des traces d'hydrogène sur la Lune, au niveau des zones polaires au-dessus des cratères situés en permanence à l'ombre. Ces mesures pourraient indiquer la présence d'eau. Celle-ci, si elle était confirmée, aurait un impact important sur les plans d'exploration de la Lune par des missions habitées. Mais des observations effectuées depuis la Terre à l'aide de radars n'ont pas pu confirmer la présence d'eau ; toutefois, cette absence de détection pourrait avoir une explication scientifique.
Cette eau pourrait avoir été apportée par les météorites au cours des centaines de millions d'années et avoir été piégée dans les zones situées en permanence à l'ombre là où la température descend en dessous de 100 Kelvin.
Description de la sonde
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). Les panneaux solaires fournissent 600 watts d'énergie électrique stockée dans des batteries Li-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 et un transpondeur radio fonctionnant en bande S de 7 watt.
Les instruments scientifiques embarqués comprennent :
- Deux spectromètres dans le proche infrarouge
- Un spectromètre dans l'ultraviolet visible
- Deux caméras dans l'infrarouge moyen
- Une caméra dans le spectre visible
- Deux caméras fonctionnant dans l'infrarouge proche
- Un photomètre dans le spectre visible à grande vitesse
LCROSS est une mission à coût et délai réduit (79 Mo $) qui utilise des composants standards choisis dans le commerce. La sonde est construite par Northrop Grumman Aerospace Systems tandis que le laboratoire de la NASA Ames Research Center assure la conduite générale de la mission et développe les instruments scientifiques.
