Lunar Flashlight, un CubeSat conçu pour recenser les dépôts de glace d'eau au fond des cratères lunaires. Son lancement est prévu en 2021. © Nasa, JPL
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Lunar Flashlight : une mission pour sonder la glace des cratères lunaires

ActualitéClassé sous :exploration , colonisation de la Lune , ressources naturelles

L'eau est la clé d'une installation durable et autonome sur la Lune. La Nasa souhaite donc s'assurer que les dépôts de glace d'eau, que plusieurs satellites ont identifiés à l'intérieur de nombreux cratères lunaires situés aux pôles, existent bien. Elle prépare avec le JPL un petit satellite qui sera dédié à cette tâche et dont le lancement est prévu en 2021 lors du vol Artemis 1. Mais si cette eau a un intérêt évident, serons-nous capables de l'utiliser ?

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En prévision des futures missions habitées à destination de la Lune et si l'on envisage des habitats permanents pour y vivre et y travailler, au-delà de simples visites d'exploration que seront les premières missions Artemis de la Nasa, il serait bon de savoir si la Lune dispose bien de glace d'eau en quantité suffisamment nécessaires pour faire vivre et travailler ses futurs colons.

Si, aujourd'hui, il ne fait plus guère de doute que de nombreux cratères polaires recèlent potentiellement d'épais dépôts de glace, de parfois plusieurs mètres d'épaisseur, certains scientifiques sont plus prudents. C'est le cas de Barbara Cohen, responsable scientifique de la mission Lunar Flashlight qui doit survoler en 2021 les cratères lunaires, notamment ceux du pôle sud, pour vérifier s'ils contiennent de la glace d'eau.

« Bien que nous ayons une assez bonne idée qu'il y a de la glace à l'intérieur des cratères les plus froids et les plus sombres de la Lune, les mesures sont tout de même un peu ambiguës. » Pour la chercheuse du Centre spatial Goddard de la Nasa, « scientifiquement ça va, mais si nous prévoyons d'envoyer des astronautes là-bas pour déterrer la glace et la boire, nous devons être sûrs qu'elle existe » !

Pour en voir le cœur net, le JPL de la Nasa développe le petit satellite Lunar Flashlight qui aura pour mission de cartographier les dépôts de glace d'eau supposés exister au fond des cratères polaires de la Lune, notamment ceux dont les planchers sont en permanence dans l'ombre du Soleil. Le but de la mission est de fournir des informations sans ambiguïté possible sur l'existence de dépôts de glace d’eau au fond de ces cratères lunaires. Son lancement est prévu lors de la mission Artemis 1 qui donnera le coup d'envoi du retour des Américains sur la Lune.

Cette question de l'utilisation de l'eau n'est pas trop d'actualité aujourd'hui. Il faut savoir que les missions du programme Artemis seront de durée très courte, d'une dizaine de jours et jusqu'à 45 jours. Par souci de simplification, chaque mission embarquera tout ce que son équipage aura besoin en oxygène, nourriture et eau. Plutôt que de se ravitailler en eau sur place, la Nasa préférera jouer la sécurité. D'ailleurs, il est peu probable que l'on soit capable d'en extraire et d'en utiliser d'ici ces vingt prochaines années ! Ce n'est seulement qu'à l'horizon 2050, si une base est effectivement construite, qu'il sera nécessaire de se préoccuper de cette question, si l'on souhaite que cette base soit autonome. À cela, s'ajoute qu'il n'est pas envisagé de ravitailler cette future base en eau car, à l'état liquide, il s'agit d'une ressource « lourde » en termes de masse et de volume. Et donc coûteuse et compliquée à lancer depuis la Terre.

État des dépôts connus de glace d'eau aux pôles de la Lune recensés par la sonde Lunar Reconnaissance Orbiter de la Nasa. © Nasa, Lunar Orbiter Laser Altimeter Science team

Serons-nous capables d'utiliser l'eau de la Lune  ?

À l'état liquide, si les idées ne manquent pas pour utiliser cette eau, les possibilités sont tout de même assez restreintes. Avec des températures de plus ou moins - 200° degrés, faire fondre cette glace et s'en servir pour produire de l'eau à l'état liquide, de l'oxygène et de l'hydrogène, sera techniquement très complexe. Parmi les idées réalistes, malgré des difficultés de mise en œuvre, citons l'utilisation de larges paraboles qui focaliseraient le Soleil sur cette glace pour la réchauffer, la vaporiser et la voir se condenser sur des miroirs, d'où l'eau s'écoulerait dans des réservoirs. 

Séparées en leurs deux éléments constitutifs, l'hydrogène et l'oxygène, les molécules d'eau peuvent aussi fournir de l'air mais aussi de l'hydrogène et de l'oxygène utiles pour des carburants de véhicules spatiaux. L'idée est d'utiliser ces deux éléments pour produire des ergols liquides de moteurs à oxygène et hydrogène liquides. Or, l'hydrogène produit par électrolyse, puis liquéfié, nécessite des quantités d'énergies considérables et une infrastructure complexe de stockage. Cette complexité explique le choix des constructeurs de lanceurs d'abandonner l'utilisation de l'hydrogène, lui préférant le méthane comme ergol pour les futurs moteurs chimiques des lanceurs (LOX-méthane). Il faudra donc fabriquer des moteurs spécifiques à des usages « lunaires », ce qui limitera leur attrait. Tout comme faire le plein ! Si l'on peut comprendre que ce carburant pourrait être utilisé par des véhicules spatiaux retournant sur Terre avec une cargaison ou un équipage, le coût sera exorbitant.

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