Une célèbre vue du géologue Harrison Schmitt proche du rocher de Tracy lors de la mission Apollo 17. © Nasa
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La Nasa a découvert de l'eau partout sur la Lune !

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Comme prévu, la Nasa vient bien d'annoncer la détection d'eau sur la Lune via le télescope à infrarouge aéroporté Sofia. La détection d'eau sur notre satellite n'est pas en soi une nouveauté mais cette fois-ci, c'est bien la confirmation solide que cette eau n'est pas limitée au fond de certains cratères lunaires, dans l'ombre, sous forme de glace. Elle pourrait être omniprésente à la surface de la Lune.

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Il y a plus de 10 ans déjà les analyses des données fournies par les sondes Chandrayaan-1 et Epoxi laissaient penser que la surface lunaire contiendrait l'équivalent d'un demi litre d'eau par hectare en moyenne, selon l'un des chercheurs auteurs de cette découverte, le Français Olivier Groussin, du Laboratoire d'astrophysique de Marseille.

La signature de molécules d'eau dans le domaine de l'infrarouge semblait avoir été obtenue par les instruments des sondes spatiales survolant la Lune, notamment celui nommé Moon Mineralogy Mapper équipant Chandrayaan-1. Rappelons que, sur Terre, l'atmosphère est presque opaque dans la bande où cette signature spectrale serait observable. Mais, avec un télescope à infrarouge emporté par un avion en haute altitude -- comme c'est le cas avec le Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (Sofia) à bord d'un Boeing 747 SP développé par la Nasa et l'agence spatiale allemande --, tout change. On pouvait donc espérer confirmer cette découverte et c'est bien ce que Futura pensait en annonçant la semaine dernière que la Nasa allait faire l'annonce d'une découverte concernant notre satellite naturel comme on peut le voir dans le précédent article ci-dessous.

L'annonce est spectaculaire au moins sur un aspect car, outre une confirmation de la présence d'eau dans le régolite lunaire, l'article exposant les travaux de chercheurs de la Nasa dans Nature Astronomy explique que les molécules de H2O ont été identifiées dans un cratère mythique pour tous les fans de 2001, l'Odyssée de l'espace, le cratère Clavius !

Les observations de Sofia le prouvent : il y a de l'eau dans le régolite lunaire. En tout cas, au moins dans le sol du mythique cratère Clavius. © Nasa

De l'eau partout pour les colons lunaires ?

C'est l'un des plus célèbres cratères lunaires, le deuxième par la taille avec 225 kilomètres de diamètre et il est situé à proximité du pôle sud avec des sommets sur ses bords pouvant atteindre les 4.600 mètres d'altitude. Dans son roman, Arthur Clarke situe précisément la base lunaire permanente des USA dans ce cratère. Ce n'est pas un hasard car on spéculait déjà dans les années 1960, sur la possibilité que de l'eau gelée, vestige d'un intense bombardement cométaire, pouvait se trouver au niveau des pôles au fond de certains cratères lunaires perpétuellement dans l’ombre et donc bien au-dessous de 0 °C depuis des milliards d'années. Cela a été confirmé par des missions lunaires comme celle de Chandrayaan-1 Lcross (Lunar Crater Remote Observation and Sensing Satellite) .

On peut donc trouver dans les cratères très proches des pôles lunaires de l'eau pour des colons. Mais le cratère Clavius lui-même est tout de même un peu loin du pôle sud et c'est donc une surprise d'y trouver des molécules de H2O dans des régions généralement exposées à la lumière du jour lunaire comme l'expliquent les chercheurs. Et il s'agit bien de molécules d'H2O.

Comme l'explique Casey Honniball, l'auteur principal de l'article publié dans Nature Astronomy, il y avait bien depuis des années des indications de la présence d'eau un peu partout sur la surface de la Lune mais il était difficile de dire s'il s'agissait de molécules d'H2O ou hydroxyle sous la forme OH. Mais les observations de Sofia semblent trancher maintenant en faveur de la première hypothèse. La quantité d'eau présente est cependant modeste car le sable du Sahara en contient environ 100 fois plus en moyenne.

Une présentation résumée de la découverte de la Nasa. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Nasa's Ames Research Center

L'origine de cette eau n'est pas encore très claire. Elle pourrait avoir été apportée par le flux de micrométéorites frappant constamment le régolite lunaire ou être le produit d'un processus en deux étapes par lequel le vent solaire fournit de l'hydrogène à la surface lunaire et ensuite, y provoque une réaction chimique avec des minéraux contenant de l'oxygène dans le sol pour créer des radicaux hydroxyles, lesquels vont ensuite se transformer en molécules d'H2O.

Les chercheurs s'interrogent aussi sur la manière dont ces molécules sont piégées dans le sol lunaire. Parmi les hypothèses envisagées, il y a celle où l'eau pourrait être piégée dans de minuscules structures en forme de perle qui se forment à cause de la chaleur élevée créée par les impacts de micrométéorites, créant donc des gouttes de magma qui se refroidissent vite en piégeant les molécules d'H20.

Voilà de passionnantes questions à étudier avec la mission Artemis et de nouvelles perspectives pour la colonisation lunaire.

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Article de Laurent Sacco publié le 23/10/2020

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Un célèbre extrait de 2001, l'Odyssée de l'espace. © Metro-Goldwyn-Mayer

Hélas, la nouvelle ne devrait concerner que des observations faites dans l'infrarouge avec le télescope à bord du Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (Sofia). Il s'agit d'un instrument aéroporté par un Boeing 747 SP développé par la Nasa et l'agence spatiale allemande.

En montant à haute altitude, l'avion peut ainsi se retrouver dans des régions de l'atmosphère plus pauvres en eau et donc s'affranchir dans une certaine mesure des effets délétères de cette molécule sur les observations dans le domaine de l'infrarouge. Plutôt que d'envoyer un télescope dans l'espace, tel Spitzer, celui de Sofia, avec son miroir principal de 2,5 mètres de diamètre, est alors suffisant pour faire certaines observations qui comprennent l'étude de la composition de l'atmosphère des planètes du Système solaire et de leur surface. On peut également grâce à lui étudier les comètes, ainsi que la physique et la chimie du milieu interstellaire, là où se forment des étoiles.

Une présentation de l'Observatoire stratosphérique pour l'astronomie infrarouge, en anglais Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (Sofia). Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Nasa Armstrong Flight Research Center

De la glace d'eau aux pôles lunaires ?

Il n'est probablement pas difficile de deviner ce que Sofia a découvert sur la Lune. Le plus spectaculaire serait sans doute l'observation d'une éruption volcanique transitoire mais parions plutôt sur la présence d'eau sous forme de glace dans certaines régions lunaires.

En effet, la Nasa ne fait pas mystère que parmi les experts invités pour présenter sa découverte ce lundi, il y aura Casey Honniball, postdoctorante au Goddard Space Flight Center de la Nasa (Greenbelt, Maryland).

Google et la toile mondiale fournissent rapidement à son sujet des informations qui laissent peu de doutes à avoir. Casey Honniball a en effet passé sa thèse de doctorat sur la possibilité de détecter de l'eau sur la Lune grâce aux observations dans l'infrarouge possibles avec Sofia. Un des articles que l'astronome a publié est très révélateur également.

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