[Jeu de cartes] Objectif Lune 🔒

Une fois n’est pas coutume, cette semaine direction l’espace, et plus prĂ©cisĂ©ment la Lune, dans [Jeu de cartes]. Des chercheurs de la prestigieuse universitĂ© Brown, aux États-Unis, ont en effet cartographiĂ© l’emplacement et la teneur en eau des gisements d’eau piĂ©gĂ©s dans la couche supĂ©rieure du sol lunaire. Objectif : faciliter la vie de ceux et celles qui partiront, un jour peut-ĂȘtre, explorer le satellite naturel de la Terre.

(Copyright  Brown University)
Les points jaunes reprĂ©sentent les sites d’alunissages des diffĂ©rentes missions Apollo. On remarque que l’essentiel des rĂ©serves d’eau lunaire se situe prĂšs des pĂŽles.
(Copyright  Brown University)

Il y a seulement quelques jours, nous apprenions que les partenaires de la Station spatiale internationale (ISS) envisagent d’envoyer prochainement un avant-poste Ă  proximitĂ© de la Lune afin de prĂ©parer l’exploration humaine de notre satellite naturel. Le “Deep Space Gateway” (en français, “passerelle vers l’espace profond”) serait plus un « vĂ©hicule qui aura la capacitĂ© de naviguer Â» qu’une station spatiale sur le modĂšle de l’ISS, comme l’expliquait rĂ©cemment Frank De Winne, conseiller auprĂšs du directeur des vols habitĂ©s et des opĂ©rations Ă  l’ESA et directeur du Centre europĂ©en des astronautes, dans les pages du portail d’information Futura-Sciences.

De Winne poursuit en expliquant qu’il s’agira de « voir comment ce vĂ©hicule peut supporter des missions lunaires robotiques et habitĂ©es et nous aidera Ă  dĂ©velopper un vĂ©hicule pour explorer Mars avec des humains Â». En attendant d’aller imiter l’Ă©quipe de la sĂ©rie Mars, il convient de noter qu’il est de plus en plus sĂ©rieusement envisagĂ© d’envoyer des hommes explorer la surface de la Lune dans un avenir proche. C’est dans ce contexte qu’une rĂ©cente sĂ©rie de cartes, mise au point par une Ă©quipe de chercheurs de la prestigieuse universitĂ© Brown, aux États-Unis, prend tout son sens.

Comme nous l’explique un article paru sur Space.com, les chercheurs amĂ©ricains ont cartographiĂ© les valeurs de teneur en eau (NDLR, la quantitĂ© d’eau liquide contenue dans un Ă©chantillon de matiĂšre) des diffĂ©rents gisements d’eau piĂ©gĂ©s dans la couche supĂ©rieure du sol lunaire. Leurs rĂ©sultats, publiĂ©s le 13 septembre dans la revue scientifique Science Advances, pourraient grandement faciliter la vie des astronautes amĂ©ricains, cosmonautes russes, spationautes français et autres taĂŻkonautes chinois (NDLR, ces diffĂ©rentes appellations dĂ©signant toutes des hommes et des femmes qui vivent, travaillent et voyagent dans l’environnement extraterrestre ; elles ne varient qu’en fonction du pays) qui se rendront peut-ĂȘtre un jour sur le satellite, en leur permettant de connaĂźtre l’emplacement des gisements d’eau in situ.

Pour rappel, la sonde amĂ©ricaine LCROSS (en anglais, “Lunar Crater Observation and Sensing Satellite”) avait dĂ©couvert en 2009 d’importantes quantitĂ©s d’eau gelĂ©e, mais aussi une molĂ©cule proche de l’H2O, l’hydroxyle (HO), prĂšs du pĂŽle Sud de la Lune. C’est cette dĂ©couverte qui a conduit les chercheurs de l’universitĂ© de Brown Ă  s’intĂ©resser au sujet. Pour mener Ă  bien leur Ă©tude, ils se sont basĂ©s sur les donnĂ©es rĂ©coltĂ©es par le Moon Mineralogy Mapper — un instrument de mesure de la NASA, aussi connu sous le nom de M3, qui fĂ»t transportĂ© Ă  bord de Chandrayyan-1, le premier satellite indien Ă  avoir Ă©tĂ© placĂ© sur orbite lunaire.

« La signature [spectrale] de l’eau est prĂ©sente presque partout sur la surface lunaire, et ne se limite pas seulement aux rĂ©gions des pĂŽles comme cela a prĂ©cĂ©demment Ă©tĂ© rapportĂ© Â», commente Shuai Li, l’auteur principal de l’Ă©tude, dans un communiquĂ© publiĂ© par l’universitĂ© Brown. « La quantitĂ© d’eau augmente vers les pĂŽles et ne montre pas de diffĂ©rence significative entre des terrains de composition distincte Â».

À noter que la rĂ©partition largement uniforme de l’eau, avec une diminution graduelle en allant vers l’Ă©quateur, tend Ă  Ă©tayer la thĂšse qu’une partie de cette eau proviendrait de vents solaires (NDLR, des flux de plasma constituĂ© essentiellement d’ions et d’Ă©lectrons qui sont Ă©jectĂ©s de la haute atmosphĂšre du Soleil). Cependant, d’autres donnĂ©es, publiĂ©es en juillet dernier par l’Ă©quipe de Shuai Li dans la revue scientifique Nature, montrent qu’il existe Ă©galement une teneur en eau supĂ©rieure Ă  la moyenne dans des dĂ©pĂŽts d’origine volcanique prĂšs de l’Ă©quateur lunaire (par exemple Ă  proximitĂ© du cratĂšre d’impact Thales, comme illustrĂ© ci-dessous) — et si la teneur en eau des gisements reste trĂšs faible, de l’ordre de moins de 0,05 %, ces derniers sont gigantesques et peuvent atteindre jusqu’à 1 000 km2. Cela laisse Ă  penser que cette eau aurait Ă©tĂ© amenĂ©e Ă  la surface par des Ă©ruptions de magma.

La distribution d'eau Ă  proximitĂ© du cratĂšre d'impact Thales, situĂ© au nord-est de la face visible de la Lune. (Copyright  Brown University)
La distribution d’eau Ă  proximitĂ© du cratĂšre d’impact Thales, situĂ© au nord-est de la face visible de la Lune.
(Copyright  Brown University)

L’Ă©tude montre aussi que la teneur en eau de la couche supĂ©rieure du sol lunaire atteint en moyenne 500 Ă  750 parties par million dans les rĂ©gions polaires — c’est-Ă -dire moins que dans les dunes des dĂ©serts terrestres les plus secs. Optimistes, les chercheurs ajoutent cependant qu’un peu d’eau vaut mieux que pas d’eau du tout et que cette eau lunaire pourrait un jour ĂȘtre utilisĂ©e par des colonies lunaires ou encore des missions Ă  destination de Mars.

Les chercheurs ont Ă©galement dĂ©couvert que les basses latitudes lunaires ont tendance Ă  s’humidifier tĂŽt le matin et Ă  sĂ©cher pendant l’aprĂšs-midi. Trop consĂ©quentes pour ĂȘtre ignorĂ©es, ces fluctuations atteindraient parfois les 200 parties par million. « Nous ne savons pas exactement quel mĂ©canisme engendre cette fluctuation, mais cela nous dit que le processus de la formation de l’eau dans le sol lunaire est actif et se produit aujourd’hui Â», commente Ralph Milliken, gĂ©ologue Ă  l’universitĂ© de Brown et coauteur de l’Ă©tude. « Cela Ă©voque la possibilitĂ© que l’eau puisse s’accumuler de nouveau aprĂšs extraction, mais nous devons mieux comprendre la physique du pourquoi et comment cela se produit afin de comprendre l’Ă©chelle de temps qui serait nĂ©cessaire Ă  un renouvellement de l’eau Â».

En rĂ©sumĂ©, aussi utiles qu’elles soient, les nouvelles cartes nous laissent avec plus de questions que de rĂ©ponses sur l’eau lunaire. Comme le fait remarquer Space.com, le Moon Mineralogy Mapper de la NASA, qui a fourni les donnĂ©es utilisĂ©es dans le cadre de l’Ă©tude, ne fait qu’analyser la rĂ©flexion de la lumiĂšre du soleil sur la surface lunaire pour dĂ©terminer sa composition. Cela veut donc dire que les endroits n’étant jamais frappĂ©s par les rayons du soleil ne peuvent pas ĂȘtre Ă©tudiĂ©s de cette maniĂšre — et rien ne nous dit que le sol de certains cratĂšres d’impact des rĂ©gions polaires de la Lune ne contient pas d’importantes rĂ©serves d’eau.

De plus, les chercheurs insistent sur le fait qu’ils ne sont pas Ă  mĂȘme de dĂ©terminer jusqu’Ă  quelle profondeur l’eau qu’ils ont dĂ©couverte s’infiltre dans le sol lunaire. « Nous ne faisons qu’une tĂ©lĂ©dĂ©tection du millimĂštre supĂ©rieur du sol, et ne pouvons pas dire avec certitude quelle quantitĂ© d’eau existe en dessous Â», ajoute Milliken. « La teneur en eau, en tenant compte de la profondeur, pourrait nous amener Ă  des rĂ©sultats combien beaucoup plus prĂ©cis Â».

L’Ă©tude est donc avant tout « une feuille de route sur l’emplacement de l’eau Ă  la surface de la lune Â», conclut le chercheur. « Maintenant que nous avons ces cartes qui montrent oĂč et en quelle quantitĂ© est l’eau, nous pouvons commencer Ă  rĂ©flĂ©chir Ă  si, oui ou non, cela pourrait valoir la peine de l’extraire, soit en tant qu’eau potable pour les astronautes soit pour produire du carburant Â».

Le sujet vous intĂ©resse ? Pour les anglophones, nous vous invitons Ă  consulter directement la passionnante Ă©tude publiĂ©e par les chercheurs de l’universitĂ© de Brown dans les pages de la revue scientifique Science Advances. Bonne lecture.

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