Tout le monde aime prendre des photos de la Lune. Que ce soit avec leurs téléphones ou via le merveilles de l’astrophotographie, photographier la Lune nous rappelle les merveilles et les merveilles de l’univers. Mais alors que nous pouvons prendre des images impressionnantes de la Lune entière depuis la Terre, il est extrêmement difficile d’obtenir des images rapprochées de sa surface étant donné l’énorme distance qui nous sépare de notre voisin céleste le plus proche à 384 400 km (238 855 mi). En effet, plus nous essayons de zoomer sur sa surface, plus les images deviennent floues ou pixélisées. Essentiellement, la résolution des images devient de pire en pire. Mais et si nous pourrait prendre des images haute résolution de la surface de la Lune depuis la Terre au lieu de compter sur les satellites actuellement en orbite lunaire pour les prendre pour nous ?
Et prendre des images haute résolution de la Terre est précisément ce qu’une équipe collaborative de scientifiques et d’ingénieurs de l’Observatoire national de radioastronomie (NRAO), de l’Observatoire de Green Bank (GBO) et de Raytheon Intelligence & Space (RIS) a entrepris de faire avec le Télescope Green Bank (GBT) et Very Long Baseline Array (VLBA) de la National Science Foundation. Grâce à leurs efforts, le GBT, qui est actuellement le plus grand radiotélescope entièrement orientable au monde, pourrait abriter un système de radar planétaire haute puissance de nouvelle génération que les scientifiques pourront utiliser pour étudier les planètes, les lunes et même les astéroïdes au sein de notre propre système solaire.
Le prototype de radar consiste en un émetteur de faible puissance qui a été développé par RIS, testé à l’aide du GBT et ciblé sur la surface lunaire, les signaux radar rebondissant et étant reçus par les dix antennes VLBA de 25 mètres de NRAO. Ce qui est le plus remarquable à propos de l’émetteur, c’est qu’il ne produit que jusqu’à 700 watts de puissance, ce qui est inférieur à un micro-ondes de cuisine standard de 800 à 1000 watts, à 13,9 GHz. Le prototype de radar a pu imager le cratère Tycho, situé dans l’hémisphère sud de la Lune et mesurant environ 85 kilomètres de diamètre, avec une résolution de 5 mètres révélant des détails incroyables sur le fond du cratère.
“C’est assez incroyable ce que nous avons pu capturer jusqu’à présent, en utilisant moins d’énergie qu’un appareil électroménager ordinaire”, a déclaré Patrick Taylor, qui est le chef de la division Radar pour GBO et NRAO, dans un communiqué.
Taylor a présenté les résultats du prototype de radar au 241 de l’American Astronomical SocietySt Conférence à Seattle, Washington en janvier 2023 dans une brève conférence intitulée «Le radar planétaire de nouvelle génération sur le télescope Green Bank», où il a affiché des images radar de la surface lunaire et d’autres découvertes entre 2020 et 2021, et peut être vu dans le les dix premières minutes de la vidéo ci-dessous.
Pour les images du cratère Tycho, Taylor a identifié dans cette conférence comme “… une sorte de caractéristiques linéaires ou polygonales sur le fond du cratère, montrant simplement que vous pourriez commencer à faire de la géologie avec ces images du sol [Earth]”. Il a également affiché une seule image radar du site d’atterrissage d’Apollo 15 à une résolution étonnante de 1,25 mètre, qu’il a qualifiée d'”image de la plus haute résolution de la Lune jamais prise depuis le sol”.
Pour le contexte, la caméra Lunar Reconnaissance Orbiter (LROC) à bord du Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) peut prendre des images de la surface de la Lune jusqu’à une résolution de 0,5 mètre, ce qui signifie que ce prototype de radar peut prendre des images de la surface de la Lune depuis la Terre presque aussi bien en tant que satellite actuellement en orbite autour de la Lune elle-même !
Parallèlement aux images lunaires, le prototype de radar a également détecté un astéroïde “potentiellement dangereux” en 2021 connu sous le nom de (231937) 2001 FO32, qui est étiqueté comme “potentiellement dangereux” en raison de sa taille, d’environ 1 kilomètre de diamètre, ainsi que de sa proximité. il peut atteindre la Terre, dans ce cas à un peu plus de 2 millions de kilomètres. La détection de l’astéroïde est apparue comme un pic dans leurs données.
“Et, maintenant, ce n’est pas la même chose que les images de la lune”, a déclaré Taylor dans son discours. “Mais à partir de ce petit pic, vous pouvez déterminer à quelle vitesse cet objet se déplace, vous pouvez déterminer son orbite, vous pouvez déterminer sa trajectoire dans le futur, vous pouvez déterminer son risque d’impact, vous pouvez évaluer la quantité de danger c’est le cas, vous pouvez contraindre son état de spin, sa taille, sa composition, ses propriétés de diffusion, etc. Ainsi, même si cela ne ressemble pas à grand-chose, cette petite détection peut vous donner beaucoup d’informations sur la caractérisation de l’astéroïde. Donc, le principal avantage de cela, cependant, est que nous avons pu détecter un astéroïde cinq fois plus loin que la Lune avec moins de puissance que votre four à micro-ondes, ce qui est assez impressionnant.
Les prochaines étapes comprennent la mise à l’échelle du radar jusqu’à 500 kilowatts, ce qui est presque 1000 fois plus puissant que le prototype actuel à 700 watts, et les travaux de conception sur ce système phare sont en cours en utilisant à la fois le VLBA et le futur Next Generation Very Large Array (ngVLA ) comme récepteurs au sol.
Ce radar pourrait également potentiellement détecter des objets dans ce que l’on appelle l’espace cislunaire, également connu sous le nom d’espace en orbite terrestre élevée, dans l’espoir de protéger les futurs astronautes et engins spatiaux lunaires alors que nous renvoyons des humains sur la Lune dans les années à venir.
Outre ses capacités potentielles de défense planétaire, le futur système radar de GBO pourrait également être utilisé à des fins de science planétaire, y compris l’imagerie, l’astrométrie et les caractérisations physiques et dynamiques d’objets planétaires dans le système solaire.
Quelles découvertes passionnantes le nouveau système radar de GBO découvrira-t-il sur notre système solaire dans les années et les décennies à venir ? Seul le temps nous le dira, et c’est pourquoi nous faisons de la science !
Comme toujours, continuez à faire de la science et continuez à regarder vers le haut !
