Vidéo en direct : regardez le lancement du SLIM Moon Lander japonais et du télescope XRISM

Jeudi matin, au Japon, un télescope de la taille d’un bus équipé d’une vision à rayons X s’est envolé dans l’espace.

Il n’était pas seul. Un atterrisseur lunaire robotique de la taille d’un petit camion de restauration était accompagné du trajet. Les deux missions – XRISM et SLIM – seront bientôt séparées, l’une visant à espionner certains des points les plus chauds de notre univers, et l’autre à aider l’agence spatiale japonaise, JAXA, à tester des technologies qui seront utilisées dans l’exploration lunaire à plus grande échelle. déclin dans le futur.

Le décollage depuis les côtes de Tanegashima, une île du sud de l’archipel japonais, a été pittoresque, alors que la fusée japonaise H-IIA a survolé le site de lancement éloigné et a disparu dans le ciel bleu avec quelques nuages. Environ 14 minutes après le lancement, le télescope XRISM s’est séparé de la fusée en orbite tandis que le vaisseau spatial SLIM poursuivait son voyage vers sa destination initiale dans l’espace.

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le Mission d’imagerie aux rayons X et de spectroscopie – XRISM en abrégé (prononcé comme « chrism ») – est le principal passager au lancement. Depuis une orbite à 350 milles au-dessus de la Terre, XRISM étudiera des environnements exotiques qui émettent des rayons X, notamment des accrétions de matériaux en orbite autour des trous noirs, du plasma brûlant imprégnant les amas de galaxies et les restes d’étoiles massives en explosion.

Les données du télescope permettront de mieux comprendre le mouvement et la chimie de ces sites cosmiques grâce à une technique appelée spectroscopie, qui repose sur les changements de luminosité des sources à différentes longueurs d’onde pour extraire des informations sur leur composition. Cette technique donne aux scientifiques un aperçu de certains des phénomènes les plus énergétiques de l’univers et viendra compléter l’image complète de l’univers à plusieurs longueurs d’onde que les astronomes ont dessinée.

La spectroscopie XRISM « révèlera les flux d’énergie entre les corps célestes à différentes échelles » avec une précision sans précédent, a écrit Makoto Tashiro, chercheur principal du télescope et astrophysicien à l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale, dans un e-mail.

L’Agence aérospatiale japonaise dirige la mission en coopération avec la NASA. L’Agence spatiale européenne a contribué à la construction du télescope, ce qui signifie qu’une partie du temps d’observation du télescope sera allouée à des astronomes européens.

XRISM est une reconstitution de la mission Hitomi, un vaisseau spatial de l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale (JAXA) lancé en 2016. Le télescope Hitomi est devenu incontrôlable quelques semaines après le début de sa mission et le Japon a perdu le contact avec le vaisseau spatial.

Brian J. a dit : « C’était une perte dévastatrice », a déclaré Williams, astrophysicien au Goddard Space Flight Center de la NASA, qui faisait partie de l’équipe d’Hitomi et est maintenant scientifique du projet XRISM. Le peu de données qu’Hitomi avait collectées était un avant-goût alléchant de ce qu’une mission comme celle-ci pouvait offrir.

« Nous avons réalisé que nous devions vraiment reconstruire cette mission, car c’est l’avenir de l’astronomie aux rayons X », a déclaré le Dr Williams.

Contrairement aux autres longueurs d’onde de la lumière, les rayons X cosmiques ne peuvent être détectés qu’au-dessus de l’atmosphère terrestre, nous protégeant ainsi des rayonnements nocifs. XRISM rejoindra un grand nombre d’autres télescopes à rayons X déjà en orbite, dont… Observatoire de rayons X Chandra de la NASAlancé en 1999, et l’explorateur de polarimétrie à rayons X de la NASA, qui a rejoint le parti en 2021.

Ce qui distingue XRISM de ces tâches est un instrument appelé Resolve, qui doit être refroidi juste une fraction au-dessus du zéro absolu afin que l’instrument puisse mesurer de minuscules changements de température lorsque les rayons X frappent sa surface. L’équipe de mission s’attend à ce que les données spectrales de Resolve soient 30 fois plus précises que celles des instruments de Chandra.

Leah Corrales, astronome à l’Université du Michigan qui a été sélectionnée comme co-scientifique pour la mission, considère XRISM comme un « véhicule révolutionnaire » qui représente « la prochaine étape dans les observations aux rayons X ». Grâce à la spectroscopie de pointe, le Dr Corrales analysera la composition de la poussière interstellaire pour mieux comprendre l’évolution chimique de notre univers.

La haute qualité des données collectées par la spectroscopie XRISM peut ressembler à une visite dans ces mêmes environnements extrêmes, a déclaré Jan-Uwe Ness, astronome à l’Agence spatiale européenne qui gérera la sélection des propositions pour le temps d’observation dédié en Europe.

« J’attends avec impatience la révolution spectroscopique », a-t-il déclaré, ajoutant qu’elle ouvrira la voie à des télescopes à rayons X plus ambitieux à l’avenir.

XRISM propose également un deuxième outil appelé Xtend qui fonctionnera simultanément avec Resolve. Lorsque Resolve effectue un zoom avant, Xtend effectue un zoom arrière, offrant aux scientifiques des vues complémentaires des mêmes sources de rayons X sur une zone plus grande. Selon le Dr Williams, Xtend est moins puissant que l’imageur de l’ancien télescope Chandra, construit Certaines des vues les plus frappantes de l’univers des rayons X Aller à un rendez-vous. Mais Xtend imagera l’univers avec une résolution similaire à celle dont nos yeux le percevraient si nous avions une vision aux rayons X.

Une fois que XRISM aura atteint l’orbite terrestre basse, les chercheurs passeront les prochains mois à faire fonctionner les appareils et à tester leurs performances. Le Dr Tashiro a déclaré que les opérations scientifiques commenceront en janvier, mais que les premières études basées sur les données pourraient ne pas paraître avant un an ou plus. Avant toute découverte, il était ravi de voir les instruments fonctionner, ajoutant : « Nous verrons certainement le nouveau monde de l’astronomie aux rayons X une fois qu’ils seront opérationnels. »

Plus que toute autre chose, le Dr Williams attend avec impatience les « inconnues inconnues » que XRISM pourrait découvrir. « Chaque fois que nous lançons une nouvelle capacité, nous découvrons quelque chose de nouveau sur l’univers », a-t-il déclaré. « Qu’est-ce que ce sera ? Je ne sais pas, mais j’ai hâte de le découvrir. »

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Le Lunar Exploration Intelligent Lander, ou SLIM, est le prochain vaisseau spatial robotique à se diriger vers la Lune, mais ce ne sera peut-être pas le prochain à atterrir.

SLIM effectuera un long vol indirect d’au moins quatre mois et nécessitera moins de propulseur. L’atterrisseur mettra plusieurs mois pour atteindre l’orbite lunaire, puis passera un mois en orbite autour de la Lune avant de tenter d’atterrir à la surface près du cratère Shiuli, sur la face visible de la Lune.

Cela signifie que deux vaisseaux spatiaux américains, fabriqués par Astrobotic Technology à Pittsburgh et Intuitive Machines à Houston, qui pourraient être lancés plus tard cette année et emprunteront des chemins plus directs vers la Lune, pourraient vaincre SLIM à la surface.

Bien que SLIM transporte une caméra capable d’identifier la composition des roches autour du site d’atterrissage, les objectifs principaux de la mission ne sont pas scientifiques. Il s’agit plutôt d’une démonstration d’un système de navigation précis, visant à atterrir à une distance égale à la longueur d’un terrain de football à l’emplacement cible.

Actuellement, les atterrisseurs lunaires peuvent tenter d’atterrir à plusieurs kilomètres du site d’atterrissage désigné. Par exemple, la zone d’atterrissage du vaisseau spatial indien Chandrayaan-3, qui est devenu le mois dernier le premier à atterrir avec succès dans la région polaire sud de la Lune, mesurait sept milles de large et 34 milles de long.

Les systèmes basés sur la vision installés sur de nombreux atterrisseurs sont limités car les puces informatiques durcies dans l’espace n’ont qu’un centième de la puissance de traitement des meilleures puces utilisées sur Terre, a indiqué l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale dans son dossier de presse.

Pour SLIM, l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale a développé des algorithmes de traitement d’image qui peuvent s’exécuter rapidement sur des puces spatiales plus lentes. À l’approche de l’atterrissage de SLIM, la caméra aidera à guider la descente du vaisseau spatial vers la surface lunaire ; Des radars et des lasers mesureront l’altitude et la vitesse de descente du vaisseau spatial.

En raison des risques de collision associés aux systèmes actuels, les atterrisseurs lunaires sont généralement dirigés vers un terrain plus plat et moins intéressant. Un système de navigation plus précis permettrait aux futurs engins spatiaux d’atterrir à proximité de terrains accidentés d’intérêt scientifique, tels que des cratères contenant de l’eau gelée près du pôle sud de la Lune.

Au lancement, le SLIM pesait plus de 1 500 livres ; Plus des deux tiers du poids sont du propulseur. En revanche, l’atterrisseur lunaire indien et son petit rover pesaient environ 3 800 livres, et le module de propulsion qui l’accompagnait qui les propulsait hors de l’orbite terrestre vers la Lune ajoutait 4 700 livres.