11 Juin 2015

Rendez-vous avec la Lune

L’exploration de la Lune, satellite naturel de la Terre, s’inscrit de nouveau dans les programmes d’exploration spatiale. Sondes, robots, stations habitables… Les projets sont variés, mais pour quels enjeux ? Pourquoi les Hommes veulent-il aller décrocher la Lune ?

Objectif Lune, la suite

Délaissée pendant plus de 20 ans au profit d’autres planètes comme Mars, la Lune est de nouveau dans le viseur des grands pays spatiaux, mais aussi des pays émergents comme la Chine et l’Inde.

60-70 : les années de gloire

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Le regain d’intérêt pour la Lune a commencé dans les années 1990. Cette image a été prise en 1992 par la sonde Galileo alors en route vers Jupiter.    © NASA/JPL/USGS

Presque à portée de main, la Lune a été le premier objectif de l’exploration spatiale. Elle a connu ses heures de gloire dans les années 1960-70, avec les programmes lunaires des Etats-Unis et de l’URSS. L’exploration spatiale était alors un enjeu politique, permettant à ces deux grandes puissances de prouver leur supériorité.

Ce sont les Américains qui ont gagné la course à la Lune, avec 12 hommes qui ont foulé le sol lunaire (Programme Apollo). Le dernier, c’était en 1972. Mais la mission la plus emblématique reste Apollo 11, et le premier pas sur la Lune en 1969. Cette « course aux étoiles » aura ainsi permis d’en apprendre plus sur l’origine de notre satellite naturel.

VIDEO : Les images de la sortie extra-véhiculaire de l'équipage d'Apollo 11 sur La Lune, le 21 juillet 1969.

De nouveaux acteurs

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Le Lapin de Jade photographié depuis l’atterrisseur chinois. © Chinese Academy of Sciences

En 1994, la sonde américaine Clémentine marque le regain d’intérêt des terriens pour cet astre.

De nouveaux Etats s’y intéressent. L’Europe, par exemple, avec la sonde SMART 1 en 2003, mais aussi le Japon, la Chine, l’Inde, qui envoient à leur tour des satellites d’étude. Nouvelle étape en 2014.

Pour la première fois depuis 37 ans, un engin se pose sur la Lune : la Chine fait alunir le « Lapin de Jade », un rover scientifique. Le pays est le 3e à réaliser cette performance (après les USA et l’URSS). La prochaine étape sera-t-elle l’exploration humaine ? Plusieurs pays l’envisagent (Chine, Inde, Etats-Unis…). Mais faire alunir un vaisseau, puis le faire repartir, est plus complexe encore que d’envoyer un robot !

La recherche continue

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Analyse, d’une roche lunaire récoltée en 1971 appelée « Genesis Rock » par des astronautes de la mission Apollo 15, © NASA

Presque 400 kg d’échantillons lunaires ont été ramenés dans les années 1960-70. 10 % ont aujourd’hui été détruits lors des analyses. Le reste est conservé à l’abri dans un centre spécial, au Texas (USA). Les scientifiques qui en font la demande peuvent obtenir quelques grammes par an pour mener de nouvelles analyses. Mais attention, s’ils n’utilisent pas tout, les précieux restes doivent retourner à la NASA. On espère en effet que dans le futur, de nouvelles techniques plus performantes permettront de nouvelles analyses, et donc de nouvelles découvertes.

Autre héritage des années 1960-70 : des réflecteurs lasers subsistent sur la Lune, en état de marche et dirigés vers la Terre. Les scientifiques s’en servent encore pour mesurer la distance Terre-Lune au centimètre près, grâce à des tirs laser. C’est le cas à l’observatoire de la Côte d’Azur sur le plateau de Calern, dans le sud-est de la France.

Pour aller plus loin :

Des intérêts variés

Sondes, rovers, stations spatiales… Les projets d’exploration lunaire se multiplient. Mais pourquoi les terriens veulent-ils retourner sur la Lune ?

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pour la science

La Lune est loin d’être une inconnue (voir page 3). Beaucoup de photos ont été prises, beaucoup de mesures réalisées, même sur la face cachée c’est-à-dire l’hémisphère qui tourne en permanence le dos à la Terre. Mais seule une petite zone de sa face visible a véritablement été explorée. Etudier de plus près sa face cachée (prélèvement d’échantillons ou installation de sismomètre) ferait avancer nos connaissances, notamment sur sa structure interne.

Des scientifiques aimeraient aussi y installer des radiotélescopes, pour « écouter » l’Univers sans la pollution des émissions radio terrestres.

La Lune toutefois ne présente pas d’intérêt pour les astronomes, car les contraintes environnementales sont énormes : températures extrêmes (120°C le jour,  - 150°C la nuit) et poussière abondante peuvent endommager les instruments et les équipements.

Image : Le sol est recouvert d’une couche de poussière, appelée régolithe, qui peut atteindre 10 m de profondeur et qui s’infiltre partout, gênant parfois les astronautes. © NASA

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Pour des ressources énergétiques ?

Pas de minerai, pas de métaux précieux ni de terres rares… Seul l’Hélium 3, élément présent en quantité sur la Lune, pourrait avoir un intérêt pour les terriens. Car il pourrait servir de carburant pour la fusion nucléaire, sans déchets radioactifs. En d’autres termes : une énergie nucléaire propre. Mais ça n’est pas encore pour demain ! Les études n’en sont qu’à leurs débuts.

Image : La face cachée de la Lune. Cette image combine plusieurs clichés pris par la sonde américaine Lunar Reconnaissance Orbiter (2009). © NASA

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Pour la technologie

 Coloniser la Lune, c’est de la science-fiction. Mais il existe des projets de base lunaire où les astronautes pourraient séjourner quelques temps, pour mener des expériences par exemple. L’Agence Spatiale Européenne l’envisage, avec l’installation d’une base près du Pôle Sud, qui possède des ressources en eau et un ensoleillement perpétuel en certains endroits. De plus, installer une base sur la Lune serait une première étape vers l’envoi d’hommes sur Mars. Un moyen pour tester les technologies, avant le  grand saut vers la planète rouge.

Image : Pour construire les modules lunaires, l’ESA imagine utiliser une imprimante 3D qui pourrait fonctionner sur place, avec les matériaux lunaires. © ESA/Foster + Partners.

VIDEO : Le film (en anglais) des projets lunaires de l’ESA :

Du public au privé

Le traité de l’espace, signé en 1967 par les grands pays spatiaux, stipule que la Lune (entre autres corps céleste) est libre d’accès et, que les Etats ne peuvent pas se l’approprier. Mais aujourd’hui, des entreprises privées, notamment des sociétés commerciales américaines, qui ne s’estiment pas liées par ce traité, envisagent d’exploiter la Lune (acheter des terrains, construire des habitats, faire du tourisme…).

Face de Lune

La Lune est le corps de notre Système Solaire le mieux connu. Présentation.

Carte d’identité

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Cette carte donne avec une grande précision le relief de la Lune. © Nasa’s Goddard Space Flight Center/DLR/ASU

La Lune se situe à environ 384 400 km de la Terre, dont elle est le seul satellite naturel. Elle tourne autour de la Terre en 28 jours environ, un temps équivalent à celui qu’elle met pour faire un tour sur elle-même : c’est pourquoi nous voyons toujours la même face. Visible même à l’œil nu, le relief de la Lune est accidenté : pics, cratères… provoqués par des bombardements d’astéroïdes et de météorites.

Sa naissance ? Il y a 4,35 milliards d’années, un impact géant s’est produit entre la Terre et une petite planète appelée Théia. Le choc, immense, a éjecté des matériaux en fusion, qui se sont s’agglomérés, et se sont mis en orbite autour de notre planète : la Lune était née. 

Modèles et théories

L’histoire de la Lune (et de la Terre) est sans cesse étudiée par les scientifiques. Ils testent de nouveaux modèles, ils poursuivent les analyses des échantillons lunaires, pour appuyer ou contredire les théories existantes. Certains scientifiques s’interrogent par exemple sur le fait que les composants des échantillons lunaires sont très proches des éléments terrestres. Or, on devrait y trouver des composants issus de l’impacteur Théia. Mais une nouvelle étude tend à prouver que la Terre et Théia avaient une composition semblable au moment de l’impact… Affaire à suivre.

Vidéo: Animation par la NASA de l’évolution de la Lune après sa formation :

Influences Lune-Terre : mythes et réalités

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Lever de Terre depuis la Lune, par les astronautes d’Appolo 8 en 1968. © NASA

Le Soleil, mais principalement la Lune, exercent une force d’attraction sur la Terre responsable des marées. (La force centrifuge, due à la rotation de la Terre sur elle-même, joue également un rôle). Ces marées, on les connaît au niveau des océans. Mais il faut savoir qu’elles touchent aussi les continents. L’attraction de la Lune provoque une déformation de la surface de la Terre de l’ordre de 20 cm ! Ce sont les marées crustales.

L’influence de la Lune ne semble pas s’arrêter aux lois physiques, si l’on en croit certaines idées reçues : la pleine Lune favoriserait les accouchements, les crimes de sang, la pousse des plantes et des cheveux… Vrai ? Faux ? En tout cas, aucune étude n’a jamais expliqué, ni même prouvé, l’existence de tels phénomènes.

Dico lunaire

  • Sélène, déesse grecque (Luna chez les Romains) de la Lune a donné le nom Sélénites, qui désignent les habitants de la Lune dans la science-fiction. L’adjectif sélène s’utilise pour parler de ce qui a rapport à la Lune.
  • Régolite (ou régolithe) lunaire : la poussière fine qui recouvre abondamment le sol lunaire.
  • Lunette : Oui, le mot vient de « lune », en raison de sa forme sphérique.

Claire Burgain.

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