L'eau sur la lune devrait être plus accessible que nous ne le pensions

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Si vous ne le savez pas déjà : Oui, il y a de l'eau sur la lune. La NASA suggère qu'il y a autant que 600 millions de tonnes métriques de glace d'eau là-bas, ce qui pourrait un jour aider les colons lunaires à survivre. Il pourrait même être transformé en une forme abordable de carburant de fusée (il vous suffit de diviser l'eau en oxygène et en hydrogène, et hop, vous avez une propulsion pour les vols spatiaux).

Malheureusement, nous n'avons jamais su combien d'eau se trouve réellement sur la lune, où exactement ces réserves sont stockées, ou comment y accéder et la récolter. Les scientifiques n'ont jamais vraiment compris comment l'eau est née là-bas.

Nous n'avons toujours pas de réponses à ces questions, mais deux nouvelles études publiées aujourd'hui dans Nature Astronomy suggèrent que l'eau sur la lune n'est pas aussi cachée que les scientifiques le pensaient autrefois.

De l'autre côté du miroir

La première étude rapporte la détection de molécules d'eau sur des surfaces lunaires exposées à la lumière du soleil près du cratère Clavius ​​long de 231 kilomètres, grâce aux observations faites par le Observatoire stratosphérique pour l'astronomie infrarouge (SOFIA) géré par la NASA et le Centre aérospatial allemand. On a longtemps pensé que l'eau aurait les meilleures chances de rester stable dans les régions de la lune, comme les grands cratères, qui sont en permanence couvertes d'ombres. Ces régions et l'eau qu'elles contenaient, pensaient les chercheurs, seraient protégées des perturbations de température induites par les rayons du soleil.

Il s'avère qu'il y a de l'eau en plein jour. C'est la première fois que nous pouvons dire avec certitude que la molécule d'eau est présente sur la surface lunaire, dit Casey Honniball , chercheur au Goddard Space Flight Center de la NASA et auteur principal de l'étude SOFIA.

Les observations de SOFIA indiquent que des molécules d'eau sont incorporées dans la structure des billes de verre, ce qui permet aux molécules de résister à l'exposition au soleil. La quantité d'eau contenue dans ces perles vitreuses est comparable à 12 onces dispersées sur un mètre cube de sol, réparties sur la surface de la lune. Nous nous attendons à ce que l'abondance d'eau augmente à mesure que nous nous rapprochons des pôles, dit Honniball. Mais ce que nous avons observé avec SOFIA est le contraire : les perles ont été trouvées dans une région latitudinale plus proche de l'équateur, bien que ce ne soit probablement pas un phénomène mondial.

SOFIA est un observatoire aéroporté construit à partir d'un 747 modifié qui vole haut dans l'atmosphère, de sorte que son télescope de neuf pieds peut observer des objets dans l'espace avec une perturbation minimale par l'atmosphère terrestre riche en eau. Ceci est particulièrement utile pour observer dans les longueurs d'onde infrarouges, et dans ce cas, cela a aidé les chercheurs à distinguer l'eau moléculaire des composés hydroxylés sur la lune.

Les caractéristiques de l'eau vitreuse sur la lune ont déjà été découvertes lors d'une enquête sur la minéralogie lunaire menée en 1969 (grâce aux observations faites par un observatoire de ballons). Mais ces observations n'ont pas été rapportées et publiées. Peut-être n'ont-ils pas réalisé la grande découverte qu'ils avaient faite, dit Honniball.

La quantité d'eau contenue dans les perles vitreuses est un peu faible pour être utile à l'homme, mais il est possible que la concentration soit beaucoup plus importante dans d'autres zones (l'étude SOFIA ne s'est concentrée que sur une zone de la lune).

Plus important encore, les découvertes taquinent la possibilité d'un cycle lunaire de l'eau qui pourrait reconstituer les réserves d'eau sur la lune, ce qui semble à peine compréhensible pour un monde longtemps considéré comme sec et mort. C'est un nouveau domaine que nous n'avons pas vraiment examiné en détail auparavant, dit Clive-Neal , un géologue planétaire à l'Université de Notre Dame, qui n'a participé à aucune des deux études.

Les moindres ombres

La deuxième étude , cependant, pourrait être plus pertinent pour les plans immédiats de la NASA pour l'exploration lunaire. Les nouvelles découvertes suggèrent que les réserves de glace d'eau de la lune sont maintenues dans ce qu'on appelle des micro-pièges froids qui ne mesurent qu'un centimètre ou moins de diamètre. Nouveaux modèles 3D générés à partir d'images infrarouges thermiques et optiques prises par NASA’s Lunar Reconnaissance Orbiter montrent que les températures dans ces micro-pièges sont suffisamment basses pour garder la glace d'eau intacte. Ils pourraient être responsables du logement de 10 à 20% de l'eau stockée dans toutes les ombres permanentes de la lune, pour une superficie totale d'environ 40 000 kilomètres carrés, principalement dans des régions plus proches des pôles.

Au lieu d'une poignée de grands pièges froids dans des 'cratères avec des noms', il y a toute une galaxie de minuscules pièges froids répartis sur toute la région polaire, dit Paul Hayne , un scientifique planétaire à l'Université du Colorado, Boulder, l'auteur principal de l'étude. Les micro-pièges froids sont beaucoup plus accessibles que les régions plus vastes et ombragées en permanence. Plutôt que de concevoir des missions pour s'aventurer profondément dans l'ombre, les astronautes et les rovers pourraient rester au soleil tout en extrayant l'eau des micro-pièges froids. Il pourrait y avoir des centaines de millions, voire des milliards de ces sites éparpillés sur la surface lunaire.

Plus de données font plus de mystères

Les études ne sont pas parfaites. Il n'y a pas encore d'explication claire sur la formation de ces verres aquifères. Honniball dit qu'ils proviennent probablement de météorites qui ont soit généré l'eau lors de l'impact, soit l'ont libérée telle quelle. Ou ils pourraient être le résultat d'une ancienne activité volcanique. Neal souligne que l'étude SOFIA n'est pas en mesure de fournir une image complète de la raison pour laquelle la distribution du verre apparaît en fonction de la latitude, ou comment elle pourrait changer au cours d'un cycle lunaire complet. Des observations directes sont nécessaires pour confirmer ce que les deux études suggèrent et pour répondre aux questions qu'elles soulèvent.

Nous n'aurons peut-être pas à attendre longtemps pour ce genre de données. Dans la perspective des missions Artemis destinées à ramener les astronautes à la surface de la lune, la NASA prévoit de lancer un suite de missions robotiques cela aiderait également à caractériser la teneur en glace d'eau sur la lune. La plus médiatisée de ces missions est VIPÈRE , un rover dont le lancement est prévu en 2022 et qui est censé prospecter la glace d'eau souterraine.

À la lumière des nouvelles découvertes, la NASA pourrait choisir de modifier un peu l'objectif de VIPER d'étudier également les eaux de surface et d'examiner de plus près toutes les caractéristiques du verre sous le soleil ou d'examiner dans quelle mesure les micro-pièges à froid pourraient fonctionner pour préserver la glace d'eau. D'autres charges utiles de la NASA, ainsi que missions dirigées par d'autres pays , sont susceptibles d'étudier de plus près le contenu des eaux de surface. Neal suggère qu'un système de surveillance de l'exosphère lunaire serait très utile pour démêler l'histoire de l'eau sur la lune et comprendre comment un éventuel cycle de l'eau lunaire entraîne une eau stable (ou instable) à la surface.

Plus nous regardons la lune, moins nous semblons comprendre, dit Neal. Nous avons maintenant quelques raisons supplémentaires de revenir en arrière et de l'étudier. Nous devons remonter à la surface et obtenir des échantillons et mettre en place des stations de surveillance pour obtenir des données définitives pour étudier ce type de cycle.

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