La dernière mission qui a amené des humains sur la Lune, c’était Apollo 17, en 1972. Myriam Lemelin n’était pas née. La prochaine fois qu’on mettra les pieds sur la Lune, d’ici cinq ans, ce sera le début d’une nouvelle ère, et Myriam participe déjà à l’aventure.

Ces jours-ci, les communications scientifiques inédites et les annonces de financement se succèdent. Pas besoin d’être spécialiste de l’exploration spatiale pour saisir toute la portée des recherches qui gravitent autour de cette prochaine odyssée de l’espace. Avec son équipe d’étudiants du Département de géomatique appliquée, la titulaire de la Chaire de recherche du Canada en télédétection de la géologie nordique et spatiale collabore avec l’Agence spatiale canadienne. Son but :  faire avancer les connaissances sur la surface lunaire afin de préparer et de soutenir les missions sur la Lune.

En 2019, l’Agence spatiale canadienne a mis sur pied le Programme d’accélération de l’exploration lunaire (PAEL) afin d’aider à préparer la communauté spatiale du Canada et les secteurs collaborateurs (entreprises, universités, établissements de recherche et autres organismes canadiens) à participer à l’exploration à long terme de la Lune. Le programme dispose d’un budget total de 150 millions de dollars sur cinq ans pour soutenir le développement de technologies, leur démonstration dans l’espace et les missions scientifiques.

Deux équipes canadiennes ont reçu une subvention de 900 000 $ pour faire avancer les connaissances de la surface lunaire. La professeure Lemelin fait partie de l’équipe dirigée par le professeur Gordon Ozinski de l’Université Western. Ses recherches visent à répondre à des questions clés reliées à la géologie et aux ressources lunaires.

« Au cours des cinq prochaines années, nous allons mener des projets en télédétection et des analyses d’échantillons lunaires, et nous allons entraîner la future génération des scientifiques. Je prendrai part à ces différents projets, mais ma responsabilité principale sera de traiter les données de télédétection acquises en orbite lunaire ou à l’aide d’instruments de télédétection embarqués sur des rovers pour en apprendre davantage sur la composition de la surface lunaire. » – Professeure Myriam Lemelin

Préparer le prochain alunissage

En fait, la professeure Lemelin pilote plusieurs projets, tous aussi fascinants les uns que les autres. Elle se prépare entre autres à déterminer quels seraient les meilleurs sites d’alunissage pour des missions d’exploration « Le but de ces missions est d’étudier la présence de glace et d’autres substances volatiles près du pôle Sud lunaire », explique-t-elle.

Pour ce faire, la géomaticienne et ses collaborateurs ont intégré différentes données de télédétection témoignant de la présence potentielle de glace ainsi que des modèles visant à prédire la présence de glace dans des régions d’ombre permanente près du pôle Sud. Onze régions ont été identifiées comme ayant le plus haut potentiel de retour scientifique et pourraient faire l’objet de missions spatiales dans un futur rapproché.

Retour sur les échantillons des missions Apollo

La surface lunaire a été bombardée depuis les débuts de sa formation, il y a environ 4,5 milliards d’années. Or les scientifiques se rendent compte que les échantillons ramenés lors des missions Apollo provenaient originalement d’une autre localisation que celle où les astronautes les ont trouvés.

La professeure Lemelin collabore avec une équipe scientifique dirigée par la professeure Ana Cernok (The Open University, UK) pour l’analyse d’un de ces échantillons. Leurs découvertes étonnent.

Alors que plusieurs équipes scientifiques avaient déjà étudié cet échantillon et lui avaient attribué un âge d’impact d’environ 3,8 à 3,9 milliards d’années, l’équipe avec laquelle collabore Myriam Lemelin a découvert que l’échantillon est encore plus âgé.

Il aurait d’ailleurs été excavé deux fois, avant de se positionner là où les astronautes de la mission Apollo 17 l’ont ramassé. Chemin faisant, il aurait formé la grande mer de la Sérénité (Mare Serenitatis), puis le cratère Dawes. C’est l’analyse de données de télédétection faite par la professeure Lemelin qui ont permis de confirmer que le centre du cratère Dawes possède la même composition minéralogique que la région où cet échantillon a été collecté par les astronautes.

Cette étude est très importance puisqu’elle a permis d’identifier l’âge de formation du bassin de la Sérénité, un élément clé pour déterminer l’âge d’autres surfaces non échantillonnées dans notre système solaire, par exemple sur Mars, sur Mercure et sur Venus. Il s’agit également de la première étude qui permet de retracer précisément l’origine d’échantillons lunaires.

D’autres gens de l’UdeS sont aussi dans la Lune

Plusieurs étudiants du Département de géomatique appliquée de l’UdeS collaborent de près aux travaux de Myriam Lemelin. Par exemple, l’étudiant à la maîtrise Frédéric Diotte se penche sur l’« Utilisation de la technologie d’émission de plasma induite par laser pour l’identification et la quantification des substances volatiles et d’éléments du groupe platine dans le régolithe lunaire ». Frédéric participe cet été à un stage en développement de l’exploration spatiale à l’Agence spatiale canadienne et son projet s’inscrit dans le cadre du programmede recherche financé par l’Agence. Trois autres étudiants à la maîtrise débuteront leurs travaux en ce sens cet automne.

Pas nécessaire d’être aux études supérieures pour participer : plusieurs étudiants en géomatique appliquée de premier cycle effectuent un stage avec la professeure Lemelin, par exemple pour l’aider à analyser des données hyperspectrales acquises en orbite lunaire et quantifier les minéraux présents ainsi que la glace aux pôles ou encore s’impliquer dans l’exploration de l’Arctique terrestre et de la planète Mars.

Vous aussi, vous voulez être dans la Lune? Dans le but de présenter les développements rapides liés à l’exploration lunaire, l’Agence spatiale canadienne organise le 1er Atelier lunaire canadien du 14 au 16 juin 2021. La professeure Lemelin et son équipe y participeront. Myriam Lemelin sera également coresponsable de l’organisation et du déroulement de différentes sessions scientifiques. L’événement est offert en mode virtuel et la participation est gratuite.

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