Pourriez-vous découvrir de quoi est fait un cratère lunaire en le tirant ?

Les Américains sont réputés pour leur amour des armes à feu. Il n’est donc pas surprenant qu’une équipe de scientifiques de la NASA ait trouvé un moyen de « tirer » un type de capteur modifié dans le sol d’un corps extraterrestre et de déterminer de quoi il est fait. C’est précisément ce qu’ont fait Sang Choi et Robert Moses du centre de recherche Langley de la NASA, bien que leurs balles soient des spectromètres miniaturisés plutôt que des boîtiers métalliques creux.

Commençons par les spectromètres miniaturisés. Les spectromètres sont depuis des décennies un outil indispensable de l’exploration spatiale. Ils analysent tout, de la surface d’Encelade aux étoiles. Cependant, ils utilisent presque tous un type de spectroscopie appelé diffraction de Fraunhofer. Les docteurs Choi et Moses ont décidé d’utiliser un phénomène physique différent dans leur invention, connu sous le nom de diffraction de Fresnel.

En diffraction de Fresnel, un graphique spectral devient très clair à des distances bien plus petites que celles créées par diffraction de Fraunhofer. Étant donné que la distance nécessaire entre un « réseau » et le capteur requis par un spectromètre utilisant la diffraction de Fraunhofer est l’une des contraintes de conception du système, la plupart des spectromètres utilisés aujourd’hui sont d’une taille prohibitive.

La diffraction de Fresnel permet cependant de créer des spectromètres beaucoup plus petits. Dans le cas de l’invention du Dr Choi et de Moses, toute l’électronique d’alimentation, de signalisation et d’analyse nécessaire peut tenir dans un petit tube cylindrique à peine plus grand qu’une balle traditionnelle.

C’est sans doute de là que vient l’idée d’implanter ces capteurs dans le sol. Si les « micro-spectromètres » étaient entourés de régolithe, qu’il s’agisse de la Lune, d’un astéroïde ou de Mars, cela permettrait d’analyser rapidement la composition du sol où qu’il soit encastré.

Étant donné que ces capteurs sont faciles à déployer, si plusieurs d’entre eux étaient répartis dans un cratère lunaire, un seul astronaute (ou rover) pourrait caractériser la composition du sol d’une zone entière sans creuser à la main un espace pour chaque zone d’échantillonnage.

C’est là qu’intervient le « canon » : un rover, ou même un astronaute, pourrait être équipé d’un tube qui « tire » le microspectromètre cylindrique dans le sol, l’encastrant là où il peut effectuer les meilleures recherches scientifiques. Un seul rover ou astronaute pourrait alors en distribuer suffisamment pour recueillir des données sur une zone entière, comme les régions d’ombre permanentes d’un cratère lunaire.

Un tel système pourrait également être utilisé sur des astéroïdes à partir d’un orbiteur ou même de Mars. Il pourrait utiliser la télémétrie vers un point de connexion central, potentiellement également transporté par l’astronaute ou le rover. Malheureusement, du moins dans la version actuelle, il ne pourrait pas être réutilisé, mais cela pourrait changer dans les nouvelles conceptions.

Cette invention, brevetée par la NASA, pourrait également être utilisée sur Terre si une société minière ou pétrolière souhaite rapidement prélever des échantillons de la composition géologique d’une région. Mais elle est également utile dans l’espace, à tel point qu’un jour, nous pourrions voir des astronautes tirer ce qui ressemble à des balles, mais qui sont en fait des capteurs miniaturisés directement dans le sol.