Qu'est-ce qui se cache dans les tubes de lave souterrains de la lune? Les entrées ou «puits de lumière» des tubes de lave pourraient permettre aux futurs explorateurs d'accéder à la glace souterraine.
(Image: © Pascal Lee / Mars Institute / SETI Institute)
Ramener les humains sur la lune - "cette fois pour rester"- nécessitera l'exploitation des ressources lunaires, affirment les responsables de la NASA et les défenseurs de l'exploration.
La ressource la plus importante, au moins à court terme, est eau glacée, qui est abondant sur les sols des cratères polaires ombragés en permanence. On pense que la glace trouvée dans ces «pièges à froid» est stable et accessible.
Mais il peut y avoir d'autres taches sur la lune cela pourrait fournir un filon mère de données scientifiques - ainsi que les ressources nécessaires pour soutenir l'occupation humaine du prochain voisin céleste de la Terre.
Voilà les fosses
Les chercheurs ont identifié des "fosses" sur la lune, qui sont probablement des "puits de lumière" à tube de lave - des portes géologiques vers des tunnels souterrains qui étaient autrefois remplis de lave.
S'ils donnent effectivement accès à tubes de lave, les puits de lumière pourraient changer la donne pour l'exploration lunaire humaine, a déclaré le scientifique en chef de la NASA, Jim Green. Les tubes de lave sont protégés de l'environnement hostile de la surface lunaire, qui est bombardée par les radiations et subit des températures extrêmes. Un jour lunaire dure environ 29 jours terrestres, ce qui signifie que les emplacements de surface subissent environ deux semaines consécutives de lumière du jour, suivies de deux semaines d'obscurité.
Routes connectives?
"Il y a un certain nombre de choses sur la lune qui vont être des surprises", a déclaré Green.
"Nous devons y entrer", a-t-il ajouté, se référant aux lucarnes lunaires. "Nous devons vérifier. Peut-être qu'il y a beaucoup d'eau dans ces puits de lumière? Nous ne savons pas. Nous les trouvons partout sur la lune."
Un réseau de tubes de lave suggérerait des couloirs protégés, à l'abri des variations de température, des radiations bombardantes et des météorites menaçantes. Ils pourraient également offrir une capacité d'habitat beaucoup plus grande aux futurs explorateurs de la lune.
"Nous pourrions réellement y construire des routes connectives", a déclaré Green à Space.com. "Ce pourrait être un tout nouveau monde pour nous. C'est un autre changement absolu."
Besoin de plus de données
Nous n'avons pas encore suffisamment d'informations pour savoir si les puits de lumière sur la lune représentent une route souterraine interconnectée, a déclaré Pascal Lee, scientifique planétaire à l'Institut SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence). Il est également président du Mars Institute et directeur du projet Haughton Mars de la NASA au Ames Research Center de la NASA à Mountain View, en Californie.
"Pour commencer, tous les puits sur la lune ne sont pas nécessairement des puits de lumière à tube de lave", a déclaré Lee à Space.com. Il a dit que certains pourraient être associés à des cavités souterraines isolées.
"Deuxièmement, tous les tubes de lave d'une région donnée ne devraient pas être interconnectés", a-t-il ajouté. "En effet, certains pourraient s'être formés à des moments différents et pourraient fonctionner à différents niveaux ou profondeurs souterraines."
Labyrinthe de couloirs?
Lee a également déclaré que si certains tubes de lave sur Terre ont des murs et des sols lisses, la plupart ont des surfaces très rugueuses et des tas de débris sur leurs sols.
"Nous ne savons pas à quel point les tubes de lave peuvent être rugueux sur la lune, mais le terme de chaussée souterraine semble optimiste", a déclaré Lee. "En tout cas, à mon avis, ce n'est pas que les fosses sur la Lune mèneraient à un dédale de couloirs souterrains qui les rend les plus intéressantes - bien que ce soit fascinant - mais le fait qu'elles donnent accès à un environnement radicalement différent du surface, quelle que soit la forme que pourrait avoir cet environnement souterrain. "
Toute cavité souterraine sur la lune, après tout, fournirait un bouclier - contre les variations de température, rayonnement spatial, le bombardement micrométéoritique et le sablage des moteurs-fusées des engins spatiaux à l'atterrissage ou au départ.
Récupération d'eau
Le plus intriguant pour Lee sont les fosses candidates récemment identifiées à l'intérieur du cratère Philolaus près du pôle nord de la lune.
"Il pourrait s'agir de puits de lumière associés à un réseau de tubes de lave formés non pas dans des coulées de lave volcanique, mais dans une nappe de fusion d'impact, la piscine temporaire de roche en fusion qui s'est accumulée à l'intérieur du cratère Philolaus suite au grand impact qui a créé le cratère", a-t-il déclaré.
Chose intéressante, a déclaré Lee, les fosses candidates à l'intérieur de Philolaus sont situées à une latitude si élevée que la lumière du soleil n'entrerait jamais dans les grottes sous-jacentes.
"Ceux-ci seraient dans une obscurité perpétuelle et si froids que la glace pourrait y être piégée à froid, tout comme dans les régions ombragées en permanence aux pôles réels de la lune", a déclaré Lee.
L'exploration de fosses à haute latitude sur la Lune pourrait donc offrir une opportunité supplémentaire de récolter l'eau sur notre voisin lunaire, a déclaré Lee.
Données vitales
Pendant ce temps, les chercheurs ont commencé à évaluer la viabilité des habitats lunaires souterrains.
Anahita Modiriasari, chercheuse postdoctorale à l'École de génie civil de l'Université Purdue, et ses collègues évaluent l'imagerie lunaire, reconstruite en modèle 3D pour évaluer les tubes de lave en tant que habitat potentiel pour les humains sur la lune. C'est une tâche qu'un rover ou un drone pourrait potentiellement accomplir sur la surface lunaire.
Le travail fait partie des Resilient ExtraTerrestrial Habitats (RETH) de Purdue, un projet qui étudie la valeur des futurs habitats humains sur la lune ou sur Mars.
"Toutes ces données collectées sont vitales", a déclaré Modiriasari. "Nous l'utilisons pour construire un modèle avancé de la taille, de la résistance et de la stabilité structurelle du tube de lave", a-t-elle déclaré. Par exemple, que se passe-t-il pendant une activité sismique? Que se passerait-il si une météorite frappait?
Micro-roving
Dans un autre développement, le programme de la NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) a récemment attribué un contrat de phase 3 à des chercheurs développant des technologies robotiques pour permettre l'exploration des fosses lunaires.
La mission du concept «Skylight» est dirigée par William Whittaker de l'Université Carnegie Mellon. Le prix NIAC aidera Whittaker et son équipe à définir des moyens d'explorer et de modéliser une fosse lunaire. Cela nécessitera un micro-roving rapide et autonome, qui permet une exploration significative en une seule période de lumière du jour lunaire.
Selon Whittaker, la descente et l'exploration du sous-sol lunaire viendront, mais il faut d'abord répondre à des questions «spécifiques à la fosse»: à quel point les jantes sont-elles navigables? Y a-t-il des grottes? Y a-t-il des itinéraires de rappel? Quelle est la morphologie?
Plus précisément, une mission de ce type permettrait de créer et de télécharger en liaison descendante le premier modèle 3D haute résolution de qualité scientifique d'une vaste fosse planétaire, a déclaré Whittaker.
"Cette initiative [Skylight] mûrit et transforme cette technologie. Les innovations technologiques sont l'autonomie d'exploration, la modélisation 3D in situ, le micro-roving rapide et éloigné et les moyens agrégés pour réaliser la mission en une semaine", a déclaré Whittaker.
Les questions sans réponse de l'exploration des tubes de lave ne sont pas seulement technologiques. De plus, comme pour tous les aspects de l'utilisation et de la colonisation des ressources lunaires, problèmes de droit spatial.
"Les domaines de recherche potentiellement passionnants ne peuvent pas être revendiqués par la souveraineté, par l'utilisation ou l'occupation, ou par tout autre moyen", a déclaré Joanne Gabrynowicz, professeure émérite de droit spatial à l'Université du Mississippi et rédactrice en chef émérite au Journal of Loi spatiale.
"Faire des choses comme creuser des couloirs et construire des routes pourrait facilement être interprété comme une réclamation par l'usage ou par d'autres moyens. Cela est interdit par le Traité sur l'espace extra-atmosphérique", a déclaré Gabrynowicz. "Les États-Unis et toutes les nations spatiales y sont parties. Un lieu à haute valeur scientifique nécessitera un accord international concernant son utilisation et qui peut y accéder."
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Leonard David est l'auteur du livre récemment publié, "Moon Rush: The New Space Race" publié par National Geographic en mai 2019. Un écrivain de longue date pour Space.com, David fait des reportages sur l'industrie spatiale depuis plus de cinq décennies. Suivez-nous sur Twitter @Spacedotcom ou Facebook.
