Eau, formation, activité géologique : Les grandes questions sur la Lune que le programme Artemis pourrait contribuer à élucider
Un grand tour de Lune et un retour sur Terre, sous les yeux du monde entier. Avec Artemis 2, c’est la première fois depuis cinquante ans que la NASA a envoyé des astronautes – au nombre de quatre – autour de la Lune. Une mission historique qui n’est pourtant que le début d’un vaste programme étatsunien qui vise à « peupler la Lune d’astronautes et de robots », selon l’administrateur de la NASA, Jared Isaacman. Ce programme ouvre l’occasion non seulement de prospecter pour des ressources, mais aussi de faire des découvertes scientifiques importantes.
Malgré sa proximité, de nombreuses questions demeurent à élucider à propos de la Lune. Depuis les missions Apollo, qui avaient rapporté 382 kilogrammes de roches et laissé quelques expériences sur place, seule la Chine a envoyé plusieurs missions robotisées pour récupérer des échantillons. La majorité de nos connaissances sur la Lune proviennent d’observations à distance, par des télescopes terrestres ou des satellites en orbite.
La Lune intéresse particulièrement les scientifiques car elle pourrait être une pierre de Rosette pour comprendre l’origine de notre planète et celle du système solaire. Sur Terre, l’atmosphère, les océans, le volcanisme, la tectonique et la vie ont effacé les traces de ses jeunes années, contrairement à la Lune, épargnée d’un tel tumulte. « Un laboratoire géologique idéal », résume Sara Russell, planétologue au Muséum national d’histoire naturelle de Londres. Voici trois grandes questions à propos de la Lune pour lesquelles les scientifiques espèrent que les missions sur place apporteront des réponses.
La Lune est-elle encore géologiquement active ?
L’activité géologique des planètes et des lunes est alimentée par la chaleur qui règne dans leurs profondeurs. Lorsqu’elle se tarit, la vie géologique s’éteint. Il existe trois sources principales de chaleur au cœur des planètes : la chaleur primordiale, résultant des collisions à l’origine de l’objet céleste ; la chaleur provenant de la désintégration des éléments radioactifs ; et la chaleur due à la friction causée par les forces de marées.
Cependant, ces sources semblent faire défaut à notre satellite. Bien plus petit que la Terre, sa chaleur primordiale aurait dû se dissiper dans l’espace il y a longtemps. Les échantillons de roches lunaires et les modèles théoriques suggèrent une faible abondance en éléments radioactifs. De plus, l’attraction gravitationnelle de la Terre n’est pas suffisante pour engendrer une chaleur significative par effet de marée. Pourtant, des tremblements de Lune, bien que peu profonds, continuent de secouer notre satellite, et certaines étendues de lave semblent plus récentes que prévu, indiquant un volcanisme il y a 100 millions d’années.
La clé de ce paradoxe se trouve au plus profond de notre satellite. Son noyau est-il liquide ou solide ? Les scientifiques peuvent utiliser les ondes engendrées par des séismes ou des impacts pour « radiographier » l’intérieur de la Lune. Les derniers sismomètres installés durant les missions Apollo ont cessé de fonctionner en 1977, ne couvrant qu’une partie de la face visible de la Lune.
Cette situation pourrait changer avec le rythme des missions Artemis. En 2028, les membres d’Artemis 4 devraient être les prochains astronautes à poser le pied sur la Lune, non loin du pôle Sud. Dans leurs bagages, une station de mes bardée de sismomètres, ainsi que des instruments acheminés par des missions robotisées.
Comment s’est formée la Lune ?
Selon le scénario communément accepté, notre satellite serait né des débris de la collision entre la proto-Terre et Théia, une protoplanète de la taille de Mars. Cette théorie est soutenue par des simulations informatiques et des preuves géochimiques, mais elle pourrait être testée de façon plus robuste grâce à des échantillons du manteau lunaire.
Des investigations géophysiques pourraient également élucider pourquoi la Lune présente deux visages si différents. La face visible est couverte de zones sombres, appelées « mers lunaires », tandis que la face cachée ressemble à la surface de Mercure, avec un paysage de cratères.
D’où vient l’eau de la Lune ?
La NASA vise principalement le pôle Sud de la Lune pour y faire atterrir des astronautes, où se trouvent des quantités encore mal connues d’eau sous forme de glace. Cette ressource est essentielle pour hydrater des astronautes, faire pousser des plantes et fabriquer du carburant pour les fusées.
Les astronautes pourraient descendre dans les cratères sombres pour aller chercher cette eau, mais ce travail sera principalement effectué par des robots. En outre, l’origine de l’eau sur Terre demeure incertaine, et le sol lunaire pourrait aider à résoudre cette énigme.
En somme, les missions Artemis s’annoncent comme une opportunité unique pour approfondir notre compréhension de la Lune et de son histoire, tout en posant les bases d’une exploration humaine durable de notre satellite naturel.
Source : Pour la Science
