En fin de compte, la Lune est un environnement assez hostile. Il est extrêmement froid, recouvert de poussière chargée d'électricité statique qui adhère à tout (et pourrait causer des problèmes respiratoires s'il est inhalé), et sa surface est constamment bombardée par les radiations et les météores occasionnels. Et pourtant, la Lune a aussi beaucoup à faire en ce qui concerne l'établissement d'une présence humaine.
En plus d'offrir aux astronautes de nombreuses possibilités de recherche, les scientifiques ont théorisé pendant des décennies que la glace d'eau existe à la surface lunaire. Mais grâce à une nouvelle étude d'une équipe de scientifiques soutenus par la NASA, nous avons maintenant la preuve définitive que la Lune a un approvisionnement abondant en glace d'eau dans ses régions polaires. Cette nouvelle pourrait alimenter davantage la NASA et d'autres agences spatiales envisagent de construire une base dans les prochaines décennies.
L'étude, intitulée «Preuve directe de la glace d'eau exposée en surface dans les régions polaires lunaires», a récemment paru dans le Actes de l'Académie nationale des sciences. L'étude a été dirigée par Shuai Li - chercheur postdoctoral à l'Université d'Hawaï - et comprenait des membres de l'Université Brown, de l'Université du Colorado Boulder, de l'Université de Californie à Los Angeles (UCLA), de l'Université John Hopkins et du NASA Ames Research Center .
La possibilité que la glace d'eau lunaire existe dans les régions ombragées en permanence (PSR) - c'est-à-dire les régions polaires cratérisées - a été suggérée pour la première fois dans les années 1960. Cependant, ce n'est qu'en 2008 que les premières preuves de l'existence de l'eau lunaire ont commencé à émerger. Celles-ci comprenaient l'étude d'échantillons de roche lunaire rapportés par les astronautes d'Apollo, qui ont révélé des preuves de molécules d'eau piégées dans des billes de verre volcaniques.
Avant cela, les scientifiques de la NASA avaient cru que les traces d'eau qu'ils avaient trouvées dans ces échantillons étaient le résultat d'une contamination. C’est également en 2008 que Chandrayaan-1 l'orbiteur et les sondes qui l'accompagnent - qui comprenaient la sonde d'impact lunaire (MIP) conçue par l'Inde et le Moon Minerology Mapper (M³) de la NASA - ont trouvé des preuves indirectes de l'eau dans la région polaire sud de la Lune.
Cela comprenait des preuves de l'hydrogène dans les débris qui ont été libérés par le MIP après son impact dans le cratère de Shackleton. Ces découvertes ont été confirmées par le Moon Minerology Mapper (M³) de la NASA, qui a également noté la présence d'hydrogène sur une grande partie de la région polaire sud. Un an plus tard, les missions du satellite d'observation et de détection du cratère lunaire (LCROSS) et du satellite Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) de la NASA ont également trouvé des traces d'eau dans la zone polaire sud lunaire.
Cependant, aucune de ces missions n'a été en mesure de fournir des preuves directes de l'eau lunaire. Dans l'espoir d'y remédier, Li et ses collègues ont consulté les données de la mission M³ et les ont comparées aux données acquises par le Lunar Orbiter Laser Altimeter (LOLA), le Lyman-Alpha Mapping Project et le Diviner Lunar Radiometer Experiment à bord de la mission Lunar Reconnaissance Orbiter.
Ils ont découvert des caractéristiques d'absorption M3 des données similaires à celles de la glace d'eau pure qui avaient été mesurées en laboratoire. Comme Li l'a dit dans un récent communiqué de presse de l'Université d'Hawaï:
«Nous avons constaté que la distribution de la glace sur la surface lunaire est très inégale, ce qui est très différent des autres corps planétaires tels que Mercure et Cérès où la glace est relativement pure et abondante. Les caractéristiques spectrales de notre glace détectée suggèrent qu'elles ont été formées par une condensation lente à partir d'une phase vapeur due à l'impact ou à la migration de l'eau depuis l'espace. »
Ce n'était pas une tâche facile, car la mission M³ était conçue pour mesurer la lumière réfléchie par les régions illuminées de la Lune. Cependant, dans les PSR, il n'y a pas de lumière solaire directe, ce qui signifie que le M³ ne pouvait mesurer que la lumière diffusée dans ces zones. Cela a été encore compliqué par le fait que la Lune n'a pas d'atmosphère, ce qui signifie que la lumière rebondissant autour de la surface est faiblement diffusée et produit un signal faible.
"Ce fut une découverte vraiment surprenante", a déclaré Li. «Même si j’étais intéressé de voir ce que je pouvais trouver dans M3 données de PSR, Je n'avais aucun espoir de voir des éléments de glace lorsque j'ai commencé ce projet. J'ai été stupéfait quand j'ai regardé de plus près et j'ai trouvé des caractéristiques spectrales si significatives dans les mesures. »
Ces découvertes sont une nouvelle passionnante pour la NASA et d'autres agences spatiales qui espèrent construire un avant-poste lunaire, à partir du début de la prochaine décennie. Il s’agit notamment du plan de l’ESA de construire un «village lunaire international», qui agirait en tant que successeur spirituel de la Station spatiale internationale (ISS). La NASA a également proposé de construire une base lunaire au cours de la prochaine décennie, qui pourrait être située dans les PSR ou dans des tubes de lave stables.
Roscosmos et l'Administration spatiale nationale chinoise (CNSA) ont également annoncé leurs propres plans pour un avant-poste lunaire, qui serait l'aboutissement de programmes d'exploration lunaire qui verraient des missions en équipage envoyées à la surface d'ici la fin des années 2020 et 2030. La confirmation que les régions polaires lunaires ont beaucoup de glace d'eau rapproche efficacement tous ces plans de la réalité.
Fondamentalement, la forte présence de glace à la surface indique qu'il pourrait y en avoir beaucoup plus sous la surface. Non seulement cette glace pourrait être utilisée pour fournir de l'eau potable aux équipages d'une base lunaire, mais la glace pourrait également être utilisée pour fabriquer de l'hydrazine. Cette base pourrait donc servir de station de ravitaillement pour les missions se dirigeant vers Mars ou plus loin dans le système solaire, réduisant potentiellement des milliards de dollars sur le coût des missions spatiales de longue durée.
Il est clair depuis un certain temps que les principales agences spatiales du monde ont l'intention de faire revenir l'humanité sur la Lune. Cependant, cette fois-ci, ils veulent que nous y restions. En plus de développer la technologie et les composants nécessaires pour y parvenir, il est également essentiel de s'assurer qu'il y a suffisamment de ressources pour une utilisation locale.
Et n'oubliez pas de regarder cette vidéo sur l'eau lunaire, gracieuseté de la NASA:
