Une vue de la Lune prise lors de la mission Apollo 17 et montrant l'astronaute et géologue Harrison H. Schmitt. © Nasa, Gene Cernan

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Apollo : la Nasa sort du frigo des échantillons lunaires intacts

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La Nasa avait laissé volontairement inexploités certains des échantillons de sol et roches lunaires rapportés par les missions Apollo. Conservés sous vide, et parfois dans l'hélium liquide, ces échantillons commencent à être étudiés, comme prévu, avec des technologies plus avancées.

Dans le célèbre film d'animation cyberpunk post-apocalyptique japonais Akira, adapté en 1988 du manga éponyme de Katsuhiro Ōtomo, les restes d'Akira sont entreposés dans une chambre froide à destination des chercheurs du futur qui pourraient disposer d'instruments et de théories plus avancés pour comprendre ce qui s'est passé lorsque ses pouvoirs ont conduit à une explosion détruisant largement Tokyo.

Les chercheurs de la Nasa du programme Apollo ont suivi la même stratégie il y a 50 ans, comme Futura l'expliquait dans le précédent article ci-dessous, en scellant des échantillons de sol et de roches lunaires à destination de leurs collègues du futur. On vient d'apprendre que les premières analyses avaient commencé, un peu comme un cadeau de Noël pour les cosmochimistes et les exobiologistes, comme l'explique un communiqué récent de la Nasa.

Deux des neuf équipes autorisées aux États-Unis à analyser ces échantillons qui font date dans l'Histoire d'Homo sapiens dans le Cosmos, à savoir celles basées au Goddard Space Flight Center à Greenbelt dans le Maryland, sont en effet à l'œuvre.

L'astrochimiste Jamie Elsila, au Goddard Space Flight Center de la Nasa à Greenbelt, Maryland, déballe des échantillons du sol vierge de la Lune. Les astronautes d'Apollo 17 les ont récupérés en 1972 en enfonçant des tubes à 27 centimètres sous la surface de la Lune. Scellé sous vide, ces tubes n'avaient jamais été ouverts… jusqu'à récemment. 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 Goddard Space Flight Center

On dispose à ce sujet du témoignage de Jamie Elsila, astrochimiste au Laboratoire d'analyse astrobiologique de la Nasa, à Goddard, en ces termes : « Nous utilisons des instruments qui n'existaient pas lors des premières analyses des échantillons de la Lune. Parce que nos outils sont aujourd'hui plus sensibles, nous pouvons analyser des choses qui sont présentes en quantités infimes. Nous pouvons également désormais séparer les composés chimiques d'un mélange, ce qui facilite leur identification. »

Une mémoire de l'apparition de la vie sur Terre sur la Lune ?

Avec ses collègues, Jamie Elsila traque des acides aminés dans les météorites et les poussières de comètes ainsi bien sûr que dans les roches lunaires. On a déjà trouvé ces molécules du vivant notamment dans la célèbre météorite de Murchison. Tombée en 1969, il s'agissait d'une chondrite carbonée (de type CM) et son analyse a révélé qu'elle contenait quelque 70 acides aminés dont 8 font partie des 20 qui composent les protéines de tous les êtres vivants terrestres. De même, en analysant de la matière se trouvant dans les collecteurs de la mission Stardust, suite à son survol de la comète Wild 2, un groupe de chercheurs de la Nasa avait également découvert de la glycine, un acide aminé fondamental pour les formes vivantes terrestres.

Dans le cas présent, Jamie Elsila et ses collègues se penchent sur des échantillons de régolithe collectés en 1972 près du site d'atterrissage d'Apollo 17, la fameuse vallée de Taurus-Littrow, sur le bord est de la mer de la Sérénité où le géologue Harrison Schmitt a découvert le célèbre sol orange. Les astrochimistes y cherchent en particulier des molécules prébiotiques comme le formaldéhyde ou le cyanure d'hydrogène.

Une présentation des échantillons d'Apollo. 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 ». © AP Archive

La surface de la Lune a un avantage sur celle de la Terre. Elle n'a pas été remodelée en permanence par l'érosion et surtout la tectonique des plaques. Sur la Planète bleue, il est très difficile de trouver des roches plus vieilles que 4 milliards d'années de sorte que les indications sur ce qui se passait sur Terre à l'époque de l'Hadéen, l'existence d'océans, son volcanisme voire l'apparition et l'évolution de la vie, sont très ténues et sujettes à des débats.

La mémoire de notre satellite devrait être meilleure et il semble bien que l'on puisse trouver d'anciens échantillons de roches terrestres sur la Lune sous forme de météorites. Les moyens modernes pour étudier les échantillons d'Apollo, qui ne devraient pas avoir évolué depuis leur prélèvement, pourraient donc révéler des surprises sur l'histoire non seulement de la Lune mais aussi de la Terre primitive.

Plus généralement, les chercheurs vont pouvoir tester à quel point les systèmes de stockage des échantillons ont été efficaces. C'est important pour éliminer des biais lors des analyses prévues des échantillons qui seront rapportés sur Terre après un long voyage en provenance par exemple de l’astéroïde Bennu ou de Mars.

  • L'étude des échantillons de sol et de roches lunaires rapportés par les missions Apollo a permis de mieux comprendre et de dater la formation et l'évolution du Système solaire, et en particulier celles de la Lune.
  • Mais les moyens d’investigation des années 1970 pouvant laisser dans l'ombre ou dégrader des informations précieuses, la Nasa avait laissé scellés sous vide, et parfois dans de l'hélium liquide, des échantillons à destination des chercheurs du futur, ces derniers bénéficiant d’outils de recherche forcément plus avancés.
  • Cinquante ans après, la Nasa se penche sur certaines de ces reliques pour la première fois.
Pour en savoir plus

Apollo : la Nasa sort du frigo des échantillons lunaires intacts

Article de Laurent Sacco publié le 17/03/2019

La Nasa avait laissé volontairement inexploités certains des échantillons de roches et de sols lunaires rapportés par les missions Apollo. Conservés sous vide, et parfois dans l'hélium liquide, ces échantillons vont être étudiés, comme prévu, avec des technologies plus avancées.

Il y aura 50 ans cette année, l'Homme marchait sur la Lune avec Apollo 11 et commençait à en rapporter des échantillons, prélevés dans des différentes régions de notre satellite. Une révolution était alors amorcée dans le domaine des sciences planétaires : le début de la géologie comparée et la chronologie du Système solaire qu'allait permettre de fixer la datation des roches lunaires, mise en regard avec le taux de cratérisation des zones d'alunissage des missions Apollo.

Désormais, de Mars aux lunes de Saturne, il est possible de déterminer un âge pour une surface planétaire qui sera d'autant moins cratérisée qu'elle est jeune ; le taux de bombardement et les tailles des corps célestes impliqués diminuant, en quelque sorte, exponentiellement avec le temps, d'après la cosmogonie du Système solaire héritière de Kant et Laplace, considérablement enrichie par les travaux de chercheurs comme Viktor Safronov et Georges Wetherhill.

Pas loin de 2.200 échantillons de roches et de sols lunaires, représentant plus de 380 kg en masse au total, ont été rapportés sur Terre par les astronautes et la grande majorité de ces roches a été entreposée à la fin des années 1970 au Lunar Sample Laboratory Facility, toujours situé au building 31N du Johnson Space Center, à Houston. Ces roches s'examinent dans des enceintes remplies d'azote inerte afin de diminuer les risques de dégradation lorsqu'elles sont manipulées avec des dispositifs de gants spéciaux de trois épaisseurs.

L'astronaute d'Apollo 17, Harrison Schmitt, s'entretient avec Jessica Watkins, candidate astronaute et géologue de la NASA, au Moon Rock Lab du Johnson Space Center. 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 Goddard Space Flight Center

Découpées en plusieurs échantillons mis à disposition de plusieurs laboratoires en minéralogie et cosmochimie à travers le monde, elles se sont révélées bavardes sur l'histoire de la Lune et elles ont contraint les planétologues à introduire l'hypothèse maintenant largement admise que notre satellite est le produit d'au moins une collision géante, entre la jeune Terre et une petite planète de la taille de la Lune :  Théia.

Des roches lunaires pour des temps technologiquement plus avancés

Remarquablement, les chercheurs du début des années 1970 savaient que le futur mettrait à la disposition de leurs collègues des outils d'investigations bien plus précis et puissants que ceux dont ils disposaient déjà, par exemple pour faire de la spectrométrie de masse, en lien avec la cosmochimie isotopique.

Ils ont donc volontairement scellé certains échantillons lunaires, comme des carottes dans les strates de son régolithe, qu'ils n'ont pas analysés pour les laisser aux générations futures. Certains de ces échantillons (Apollo 15) ont même été conservés dans des bains d'hélium liquide à au moins −269 °C, bloquant ainsi les évolutions physiques et chimiques pouvant dégrader l'information recherchée sur Terre.

La Nasa vient de faire savoir qu'elle allait commencer à examiner certains de ces échantillons ramenés par les missions Apollo 15 et 16 ainsi que ceux scellés sous vide sur la Lune par les astronautes d'Apollo 17, Harrison Schmitt et Gene Cernan, en 1972.

Ainsi, à l'université de l'Arizona, une équipe dirigée par Jessica Barnes cherchera à mieux comprendre comment l'eau est emprisonnée dans les minéraux sur la Lune alors qu'à l'université de Californie, à Berkeley, une équipe dirigée par Kees Welten étudiera les effets de l'érosion des impacts de micrométéorites et de météorites qui pourraient avoir affecté la géologie de la surface lunaire.

Au Planetary Science Institute, à Tucson, toujours en Arizona, une équipe dirigée par Darby Dyar examinera des échantillons scellés sous vide et stockés dans l'hélium afin d'étudier l'activité volcanique lunaire, via notamment les petites perles de verre qui ont vraisemblablement été produites par des fontaines de lave.

Ce ne sont que quelques exemples, différentes études sont prévues avec d'autres équipes. Pour l'heure, les chercheurs réfléchissent avant tout à la façon dont ils vont ouvrir les échantillons afin de ne pas les contaminer d'une façon ou d'une autre.

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