Un télescope lunaire peut révéler les âges sombres de l’univers

Bien que le concept du radiotélescope Lunar Crater, ou LCRT, ne soit pas une mission officielle complète pour la NASA, il est en développement depuis des années. Le projet a récemment reçu un paiement de 500 000 $ à son entrée dans la deuxième phase du programme Innovative Advanced Concepts de la NASA.

Le télescope lunaire impliquera des robots suspendus par un treillis métallique à l’intérieur d’un cratère de l’autre côté de la lune pour créer un radiotélescope. Imaginez la célébrité qui est maintenant morte Observatoire d’Arecibo À Porto Rico, mais sur la lune.

Un télescope pourrait mesurer les ondes radio de quelques centaines de millions d’années après le Big Bang qui a créé notre univers, avant l’apparition des premières étoiles.

Les cosmologistes ont éludé les détails de ce chapitre de l’histoire de notre univers, et ces ondes radio pourraient révéler ce qui s’est passé pendant cette période.

“Bien qu’il n’y ait pas d’étoiles, il y avait de grandes quantités d’hydrogène pendant les âges sombres de l’univers – l’hydrogène qui serait finalement la matière première des premières étoiles”, a déclaré Joseph Lazio, membre de l’équipe du LCRT et radio-astronome. au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena. Californie, dans un communiqué.

“Avec un radiotélescope assez grand de la Terre, nous pouvons suivre les processus qui conduiraient à la formation des premières étoiles, et peut-être même trouver des indices sur la nature de la matière noire.”

Des projets tels que LCRT sont sélectionnés par le programme au cours d’un processus d’examen par les pairs pour évaluer les propositions de mission qui amélioreront notre compréhension et notre exploration de l’espace. Ce sont les débuts de ce télescope, qui peut nécessiter des années de développement technologique, mais cette approche alimente le choix de la NASA pour les missions futures.

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“L’innovation est la clé de l’exploration spatiale future, et la promotion des idées révolutionnaires d’aujourd’hui qui peuvent sembler étranges nous préparera à de nouvelles missions et de nouvelles méthodes d’exploration dans les décennies à venir”, a déclaré Jim Reuter, directeur adjoint de la mission de technologie spatiale de la NASA, dans un communiqué. . .

Côté lointain de la lune

Les radiotélescopes utilisés par les scientifiques sur Terre ne peuvent pas évaluer les ondes radio de cet âge cosmique car elles sont bloquées par l’ionosphère, les particules chargées dans la haute atmosphère de notre planète. La Terre est également pleine de ses propres émissions radio qui peuvent empêcher les signaux faibles d’être suivis par la radioastronomie.

Côté lointain de la lune, où Seuls les robots l’ont fait, Est un endroit complètement atmosphérique et calme – empêchant toute interférence radio du sol.
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Saptarshi Bandyopadhyay, chercheur principal au LCRT et technologue en robotique au Jet Propulsion Laboratory, a déclaré dans un communiqué. “Mais les idées précédentes pour construire une antenne radio sur la lune étaient gourmandes en ressources et compliquées, nous avons donc dû inventer quelque chose de différent.”

Plus le radiotélescope est grand, meilleure est la sensibilité pour suivre les longues longueurs d’onde radio.

L'illustration de l'artiste montre vue de l'intérieur du télescope de cratère proposé regardant le récepteur.

Le cratère, qui s’étend sur plus de 3 kilomètres, peut accueillir un radiotélescope avec une antenne de plus de 1 kilomètre de large.

Pour référence, l’Arecibo mesurait 305 mètres de large et le télescope sphérique à ouverture de cinq cents mètres (FAST) en Chine mesurait 1600 pieds. Les deux sont construits dans des dépressions naturelles pour soutenir leurs structures en forme de bol.

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À l’intérieur de ces réceptacles, il y a des milliers de panneaux réfléchissants pour que le plat entier reçoive des ondes radio. Suspendu à des câbles au-dessus d’une parabole, un récepteur peut mesurer les ondes radio lorsqu’elles rebondissent sur le bol. Tours d’ancrage des câbles. L’Arecibo est devenu inutilisable après la défaillance de certains de ces câbles et tours, les écrasant dans le plat ci-dessous et brisant les panneaux.

Équipe de construction de robots

Bandyopadhyay et son équipe veulent simplifier cela en une conception plus basique qui ne nécessitera pas de déplacer du matériel lourd sur la lune.

Alternativement, les robots peuvent construire le plat en utilisant un treillis métallique qui couvre le centre du trou. Un vaisseau spatial peut déplacer le réseau de la Terre vers la Lune tandis qu’un atterrisseur séparé peut livrer les rovers pour construire l’antenne.

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Ce véhicule mobile DuAxel est un concept en cours de développement au JPL. Deux rovers rover à un seul axe peuvent rester en contact à l’aide d’une corde, mais toujours séparés l’un de l’autre, l’un servant d’ancre au bord du cratère tandis que l’autre dégringole au sol de la fosse pour la construction.

“DuAxel résout de nombreux problèmes associés à la suspension d’une antenne aussi grande à l’intérieur d’un cratère lunaire”, a déclaré Patrick McGarry, membre de l’équipe LCRT et DuAxel et technologue en robotique au JPL, dans un communiqué. “Les Axel Rovers individuels peuvent pénétrer dans le cratère tout en se fixant à des fils, en appliquant une tension et en soulevant des fils pour suspendre l’antenne.”

Les robots construiront le télescope du cratère.

Le financement récent accordé à l’équipe aidera à définir les défis, à cibler différentes approches de la mission et à définir les capacités du télescope.

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Le premier défi est la conception même du réseau filaire. Il doit être suffisamment solide et flexible pour conserver sa forme et son espacement, tout en restant suffisamment léger pour voler vers la lune. Et il devra survivre aux fluctuations de la température de surface de la lune de 280 degrés Fahrenheit (moins 173 degrés Celsius) à 260 degrés Fahrenheit (127 degrés Celsius).

L’équipe décide également si les rovers doivent être entièrement autonomes ou s’ils auront besoin d’une équipe d’opérations humaines sur le terrain.

Les chercheurs travailleront sur ces décisions au cours des deux prochaines années dans l’espoir que leur projet sera sélectionné pour un développement futur.

“Le développement de ce concept peut entraîner des avancées significatives en cours de route, notamment en ce qui concerne les technologies de diffusion et l’utilisation de robots pour construire des structures gigantesques en dehors de la Terre”, a déclaré Bandiobadiay. “Je suis fier de travailler avec cette équipe diversifiée d’experts qui incitent le monde à réfléchir aux grandes idées qui peuvent faire des découvertes révolutionnaires sur l’univers dans lequel nous vivons.”

Autres projets Il fonctionne dans le cadre du programme Innovative Advanced Concepts et comprend un petit vaisseau spatial «essaim» qui peut étudier l’atmosphère de Vénus, l’atterrisseur Pluton, un vaisseau spatial pour chasser les astéroïdes, les habitats de champignons et un vaisseau spatial qui peut explorer le système solaire et l’espace interstellaire.

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