Le radar est utilisé depuis les années 1960 pour cartographier la surface lunaire, mais jusqu'à récemment, il était difficile de bien voir les pôles de la Lune. En 2009, l'instrument radar Mini-SAR sur le vaisseau spatial Chandrayaan-1 a pu cartographier plus de 95% des deux pôles à une résolution radar de 150 mètres, et maintenant l'instrument Mini-RF sur le Lunar Reconnaissance Orbiter - qui a 10 fois la résolution du Mini-SAR - est à mi-chemin de sa première campagne de cartographie haute résolution des pôles. Les deux instruments révèlent qu'il y a probablement des quantités massives d'eau dans les cratères ombragés en permanence aux pôles, avec plus de 600 millions de tonnes au seul pôle nord. "Si cela était transformé en carburant de fusée, il suffirait de lancer l'équivalent d'une navette spatiale par jour pendant plus de 2 000 ans", a déclaré Paul Spudis, chercheur principal du Mini-SAR, lors du Forum lunaire annuel à l'Ames. Centre de recherche en juillet.
Spudis et Ben Bussey, chercheur principal pour le Mini-RF du LRO ont partagé des images de leurs instruments respectifs au Forum, mettant en évidence des cratères polaires qui présentent des propriétés radar inhabituelles compatibles avec la présence de glace.
Ils ont trouvé plus de 40 cratères sur le pôle nord de la Lune qui présentent ces propriétés.
Les deux instruments fournissent des détails sur l'intérieur des cratères ombragés, qui ne peuvent pas être vus à la lumière visible. En particulier, une mesure appelée le rapport de polarisation circulaire (CPR) montre les caractéristiques des échos radar, qui donnent des indices sur la nature des matériaux de surface dans les zones sombres. Les instruments envoient des impulsions d'ondes radio polarisées à gauche pour mesurer la rugosité de surface de la Lune. Alors que les surfaces lisses renvoient une onde polarisée à droite, les zones rugueuses renvoient des ondes polarisées à gauche. La glace, transparente aux ondes radio, renvoie également des ondes polarisées à gauche. Les instruments mesurent le rapport entre la puissance polarisée circulaire gauche et droite renvoyée, qui est le CPR.
Peu d'endroits - même dans notre système solaire - ont une RCP supérieure à 1, mais ces endroits ont d'épais dépôts de glace, comme les calottes polaires martiennes ou les satellites glacés de Galilée. Ils sont également vus dans des éjectas rugueux et rocheux autour de jeunes cratères frais, mais là, les scientifiques observent également un CPR élevé à l'extérieur du bord du cratère, comme dans cette image, en dessous du cratère principal L sur la Lune.
La plupart de la Lune a un CPR faible, mais des dizaines de cratères anormaux du pôle Nord, comme un petit cratère de 8 km dans le plus grand cratère Rozhdestvensky, avaient un CPR élevé à l'intérieur, avec un CPR faible sur les jantes. Cela suggère que certains matériaux à l'intérieur des cratères, plutôt que la rugosité de surface, ont causé le signal CPR élevé.
"Géologiquement, nous ne nous attendons pas à ce que des surfaces rugueuses et fraîches soient présentes à l'intérieur d'un bord de cratère mais absentes à l'extérieur", a déclaré Spudis. "Cela confirme que le CPR élevé dans ces cratères anormaux n'est pas causé par la rugosité de la surface, et nous interprétons cela comme signifiant que la glace d'eau est présente dans ces cratères."
De plus, la glace devrait avoir plusieurs mètres d'épaisseur pour donner cette signature. "Pour voir cet effet CPR élevé, la glace doit avoir une épaisseur de l'ordre de dizaines de longueurs d'onde du radar utilisé", a-t-il expliqué. «Notre longueur d'onde radar est de 12,6 cm, nous pensons donc que la glace doit avoir au moins deux mètres d'épaisseur et être relativement pure.»
Les images Mini-SAR récentes (image du haut) du LRO confirment les données Chandrayaan-1, avec une résolution encore meilleure. Le Mini-RF, a déclaré Bussey, équivaut à une combinaison de l'observatoire Arecibo et du radiotélescope Greenbank en regardant la Lune. "Notre campagne polaire sera cartographiée de 70 degrés aux pôles et jusqu'à présent, nous sommes très satisfaits de la couverture et de la qualité des données", a déclaré Bussey.
Spudis a déclaré qu'ils voyaient moins de cratères anamoleux sur le pôle sud de la Lune, mais Bussey et lui ont hâte de comparer plus de données entre les deux instruments radar pour en savoir plus sur les cratères ombragés en permanence sur la Lune.
De plus, d'autres instruments sur LRO fourniront également des informations sur la composition de ces cratères anormaux.
Pour plus d'informations, consultez ces pages Web de la NASA:
Un radar de la NASA découvre des dépôts de glace au pôle Nord de la Lune
Un regard cool sur un cratère lunaire
