Résumé
La mission Lunar Trailblazer de la NASA cartographie l’eau et la composition de la surface lunaire grâce au Lunar Thermal Mapper. Cet instrument, développé par le département de physique de l’Université d’Oxford, est équipé de détecteurs infrarouges conçus par INO. Cette innovation, basée sur le dépôt de noir d’or, résiste aux conditions extrêmes de la Lune et ouvre la voie à de futures explorations, y compris vers Mars.
Depuis la nuit des temps, la Lune fascine l’humanité. Elle a inspiré des mythes et des récits poétiques, avant de devenir un symbole de la course à la conquête de l’espace. Le 20 juillet 1969, cette fascination s’est concrétisée lorsque Neil Armstrong a effectué le premier pas sur la surface lunaire, marquant un tournant dans l’histoire de l’exploration spatiale. Aujourd’hui, plus de cinquante ans après cet exploit, l’intérêt pour notre satellite naturel reste intact.
Pourquoi mieux connaître la Lune est essentiel
La Lune occupe une place unique dans l’imaginaire collectif. Au-delà de sa portée symbolique, elle suscite un intérêt scientifique croissant, notamment pour son potentiel en matériaux dits critiques ou encore comme point d’appui pour des missions habitées de longue durée. Dans ce contexte qui, hier encore, paraissait presque irréel, une meilleure connaissance du seul satellite naturel de la Terre s’impose.
Comprendre sa composition et localiser précisément l’eau lunaire est devenu un enjeu essentiel pour préparer la prochaine étape de l’aventure spatiale.
Les limites des technologies spatiales existantes
Observer la Lune à distance n’a rien de simple. Les défis techniques sont multiples et les instruments de mesure doivent satisfaire plusieurs exigences :
- Mesurer des écarts thermiques extrêmes : en surface, la température oscille de –165 °C à +125 °C.
- Un besoin de haute résolution pour maximiser la qualité des images.
- Des contraintes de poids et de robustesse liées au contexte d’un lancement spatial.
Comment est née la mission Lunar Trailblazer
Un partenariat international
INO a collaboré avec le Planetary Experiments Group de l’Université d’Oxford au développement du Lunar Thermal Mapper, un radiomètre infrarouge placé en orbite à environ 100 km autour de la Lune. Cet instrument, lancé par la NASA en février 2025 dans le cadre de la mission Lunar Trailblazer, a pour mission de cartographier les sources d’eau, ainsi que la température des surfaces et la composition du sol lunaire.
Les détecteurs infrarouges made in Québec
Au cœur de l’instrument, on retrouve les détecteurs infrarouges conçus par INO. Leur secret : un savoir-faire unique dans le dépôt de noir d’or, matériau assurant une absorption optimale et une sensibilité extrême aux variations thermiques.
Le noir d’or des 110 000 pixels de 35 microns — soit environ la moitié du diamètre d’un cheveu humain — qui composent un capteur de caméra a été découpé au laser afin d’atteindre la pleine résolution de 384 par 288 pixels. Ces détecteurs peuvent ainsi capter les moindres écarts thermiques, même dans un environnement spatial hostile.
Des performances adaptées aux conditions lunaires
Les détecteurs infrarouges développés par INO répondent à trois défis majeurs :
- Mesurer les écarts thermiques extrêmes : de –165 °C la nuit lunaire à +125 °C en plein soleil.
- Maintenir une précision spatiale élevée : indispensable pour distinguer les structures locales.
- Assurer la fiabilité dans le temps : grâce à une conception robuste validée par les ingénieurs d’Oxford et de la NASA.
En complément, le savoir-faire en électronique de lecture des détecteurs a fait l’objet d’un transfert technologique de INO vers le Planetary Experiments Group, permettant au groupe d’Oxford de l’intégrer directement au système embarqué.
Vers une nouvelle génération de capteurs spatiaux
Les projets spatiaux étant souvent de longue haleine, près de trois années se sont écoulées entre la fin des travaux et le lancement du Lunar Trailblazer.
Depuis la conception de ces détecteurs, INO a grandement amélioré la résolution de ses caméras. Résultat : des capteurs infrarouges ayant une résolution 7 fois plus élevée (1024 × 768 pixels). Une telle qualité d’image pourrait permettre de lancer de nouvelles missions lunaires ou encore plus loin dans le système solaire. Sans aucun doute, les astres s’alignent pour un nouveau chapitre de l’exploration spatiale!
Comme le souligne Rory Evans, responsable en conception optomécanique à Oxford :
Ce projet permettra de cartographier la composition de la Lune avec un niveau de détails jamais atteint.
Avec ses détecteurs infrarouges de pointe, INO démontre que l’expertise québécoise peut contribuer aux grandes missions spatiales internationales.
Foire aux questions
Qu’est-ce que le noir d’or ?
Le noir d’or est un matériau, dont la densité d’or brut est inférieure à 0,3 %, caractérisé par une large bande d’absorption ainsi qu’une faible masse thermique. Le noir d’or est notamment intégré à des capteurs thermiques nécessitant un haut degré d’absorption et une réponse thermique rapide.
Qu’est-ce que le Lunar Thermal Mapper ?
C’est un radiomètre infrarouge embarqué sur la mission Lunar Trailblazer de la NASA, destiné à cartographier l’eau et la composition de la Lune.
Quelles sont les prochaines étapes pour ces capteurs ?
Une nouvelle génération à résolution 7 fois supérieure pourrait équiper de futures missions vers la Lune, Mars et au-delà.