NG # 20 : PLANETOLOGIE & EXOPLANETOLOGIE : La Lune

Phoebe : « Ouvre ton esprit & observe l’Univers. »

PLANETOLOGIE & EXOPLANETOLOGIE

Présentation :

Unique satellite de la Terre, seul et unique objet non-terrestre visité par l’Homme, dont le premier fut Neil Armstrong le 21 juillet 1969.

La Lune s’est refroidie plus vite que la Terre et ne possède plus d’activité volcanique depuis fort longtemps. Il n’existe pas de tectoniques des plaques. La masse de la Lune est trop faible pour retenir une atmosphère.

Nom chinois : Taiyin ou Yue (en astronomie).

Sélénographie : étude de la surface et du relief de la Lune. Historiquement, il était question de cartographier la face visible de l’astre et d’en nommer les mers, les cratères et les montagnes. Aujourd’hui, la sélénographie est considérée comme une sous-discipline de la sélénologie ou « science de la Lune ».

Altitude maximale : 8 000 mètres.

Profondeur maximale (cratère) : 4 000 mètres.

Les cratères lunaires ont été formés par de nombreuses et imposantes météorites, qui sont tombés sur notre satellite au temps de la formation du Système solaire. A cette époque, une activité magmatique existait encore en profondeur dans les entrailles de la Lune. Certains impacts de ces météorites ont fissuré la croûte fine de l’astre et ont provoqué d’importants écoulements de lave. La croûte a ainsi formé ce que l’on appelle « les mers », taches plus sombres visibles à l’œil nu. Une couche superficielle, appelée régolithe, composée de poussières, de micrométéorites et de débris d’impacts, s’est alors constituée. Cette couche atteint par endroits, plusieurs dizaine de mètres d’épaisseur.

Distance moyenne Terre-Lune : 384 400 km. La Lune s’éloigne de la Terre de 3,8 cm par an.

Distance du Soleil : 150 millions de km soit 1 UA.

Températures de surface : Max : - 123°C / Moyenne : - 23°C / Min : - 233°C (de - 170°C la nuit à + 120°C le jour).

Diamètre (Ø) de la Lune : 3 476 km (Ø de la Terre : 12 756 km).

Géographie : Sinus Iridum (Baie des Arcs-en-ciel en latin), plaine lunaire composée de lave basaltique, formant une extension au nord-ouest de Mare Imbrium (Mer des Pluies), mer située sur la face visible de la Lune. Cette formation cratéiforme est entourée du nord-est au sud-ouest par la chaîne de montagnes Montes Jura. Cette baie constitue les restes d’un gigantesque cratère. Cette région inclut les cratères d’impact Heraclides E au sud, Laplace A le long de la bordure orientale et Bianchini G au nord. Voir également Promontorium Heraclides (sud-ouest) et Promontorium Laplace (nord-est).

Théorie : Présence de glace d’eau dont le volume pourrait approcher le milliard de mètre cube, une quantité suffisante pour permettre une exploitation intéressante de la Lune par des explorateurs. Au sein d’une station lunaire, de l’hydrogène et de l’oxygène seraient fabriqués par des bases alimentées par panneaux solaires ou nucléaires. Possibilité de colonisation humaine de la Lune.

Missions :

• Clementine ou Deep Space Program Science Experiment (sonde NASA)

Lancement : 25 janvier 1994 - Fin de mission : 14 mai 1994.

Objectifs : tester les nouvelles technologies dans l’espace (nouveaux capteurs composants), réaliser des observations scientifiques de la Lune et de l’astéroïde proche de la Terre, Geographos.

• Lunar Prospector (orbiteur NASA)

Lancement : 7 janvier 1998 - Fin de mission : 31 janvier 1999.

Objectif : étudier les caractéristiques de la Lune depuis l’orbite.

• SMART-1 ou Small Missions for Advanced Research in Technology (sonde spatiale ESA)

Programme : Horizon 2000

Lancement : 27 septembre 2003 - Fin de mission : 2 septembre 2006

Objectifs : valider des hautes technologies telles que le propulseur électrique prévu pour des missions interplanétaires, un système de navigation automatique ne nécessitant pas d’intervention humaine, un système de communication par rayon laser plus puissants que les émetteurs/récepteurs radios. Mise en orbite de la sonde autour de la Lune pour améliorer les connaissances sur l’origine et la composition de notre satellite, notamment sur la présence de glace d’eau au pôle sud. Recherche de terrains d’atterrissage pour les futures missions lunaires.

• Lunar Reconnaissance Orbiter (sonde spatiale NASA)

Programme : Lunar Precursor Robotic

Lancement : 18 juin 2009 - Fin de mission : 2018.

Objectif : étudier la Lune depuis son orbite : dresser une carte à haute définition de notre satellite, détecter la présence d’eau au niveau des régions polaires, définir un système géodésique complet (géodésie : science qui étudie la forme et les dimensions d’un corps planétaire), évaluer l’intensité du rayonnement ionisant d’origine cosmique, effectuer des reconnaissances approfondies pour préparer les missions habitées du programme Constellation d’exploration lunaire, initialement abandonné en 2011.

• Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (sonde spatiale NASA)

Programme : Lunar Precursor Robotic

Lancement : 18 juin 2009 - Fin de mission : 9 octobre 2009

Objectifs : analyser les débris de sol lunaire situé dans la zone de la région polaire, elle-même située en permanence dans l’ombre, confirmer la présence ou l’absence d’eau dans les régions situées en permanence dans l’ombre, identifier l’origine des traces d’hydrogène détectées aux pôles lunaires, déterminer la quantité d’eau présente dans le sol lunaire, déterminer la composition du régolithe dans un des cratères situés dans la zone en permanence à l’ombre.

• Chang’e 1 (China National Space Administration - CNSA, Agence spatiale chinoise)

Programme chinois d’exploration lunaire

Objectif du programme : mener des missions d’une sophistication croissante avec pour objectif second l’envoi d’hommes sur la Lune.

Lancement : 24 octobre 2007 - Fin de mission : 1^er mars 2009

Technologie : Satellite d’observation lunaire.

Objectifs : cartographier et modéliser en trois dimensions certaines régions de la Lune, étudier la composition et la distribution des éléments de la surface de notre satellite, élaborer une cartographie du régolithe lunaire, explorer l’espace entre la Terre et la Lune.

• Chang’e 2 (Agence spatiale chinoise, CNSA)

Programme chinois d’exploration lunaire

Lancement : 1^er octobre 2010

Fin de mission : En 2012, la sonde a quitté l’espace Terre-Lune. En 2016, elle était située à 200 millions de kilomètres de la Terre. La sonde est également utilisée pour vérifier les capacités de survie du réseau de télécommunications chinois dans l’espace lointain.

Technologie : Sonde spatiale lunaire.

Objectifs : explorer la surface de la Lune en prévision d’une possible mission habitée, photographier Sinus Iridum (Baie des Arcs-en-ciel en latin), plaine lunaire composée de lave basaltique, repérer un site d’atterrissage pour les prochaines missions Chang’e 3 & Chang’e  4.

• Chang’e 3 (Agence spatiale chinoise, CNSA)

Programme chinois d’exploration lunaire

Lancement : 1^er décembre 2013

Objectif : explorer la Lune grâce à des engins robotisés.

Technologie : astromobile Yutu (rover), déposée au nord-est de Mare Imbrium. Un mois après l’atterrissage, le rover cesse d’émettre pour des raisons inconnues.

Fin de mission : tentative de réactivation du rover mais en vain. L’atterrisseur a continué d’émettre jusqu’au mois de mars 2015 et même immobilisé il a quand même pu transmettre des informations.

En Février 2016 : diffusion par la CNSA d’images soi-disant inédites.

• Chang’e 5T1 (Agence spatiale chinoise, CNSA)

Programme chinois d’exploration lunaire

Lancement : 23 octobre 2014

Technologie spatiale.

Objectif : valider certaines phases de vol de la future mission de retour d’échantillons lunaires Chang’e 5, mission prévue en 2017.

• Queqiao (Agence spatiale chinoise, CNSA)

Programme chinois d’exploration lunaire

Lancement : 20 mai 2018

Technologie : satellite artificiel servant de relais de communications pour l’astromobile Chang’e 4. Commencera à renvoyer les données collectées à la fin de l’année, date de lancement de la sonde spatiale.

Observations :

• Clementine : images du Pôle sud de la Lune. Présence de glace d’eau dans l’ombre du Pôle sud.
• Lunar Prospector :

Analyse des données sur la composition de la surface de la Lune, établissement d’une carte détaillée de la distribution des éléments chimiques présents à la surface de la Lune, montrant la présence de grandes zones riches en hydrogène et confirmation de la présence de quantités d’eau notables, situées aux pôles lunaires.

• Sonde Deep Impact & Chandrayaan-1

La sonde est passée, en juin 2009, à 6 millions de kilomètres de la Lune et recueille des données sur la présence d’eau à la surface de la Lune. Mise en évidence d’un cycle journalier, évaporation le jour, absorption la nuit. Mise en évidence d’une quantité d’eau très faible.

• Lunar Reconnaissance Orbiter

Etablissement d’une carte topographique avec le relief, établissement d’une carte bidimensionnelle de la Lune d’une précision inégalée paraîtrait-il !

• Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (sonde spatiale NASA)

11 septembre 2009 : Crash provoqué de la sonde. Cible : cratère Cabeus A, près du pôle sud.

13 novembre 2009 : Confirmation de la présence d’eau, sous la forme d’hydroxyle (HO), distribuée de manière irrégulière dans les régions situées en permanence dans l’ombre.

• Chang’e 2 (CNSA, agence spatiale chinoise)

Réalisation de plusieurs clichés de la Baie des Arcs-en-ciel, présentation publique de clichés noir et blanc du sol lunaire.

Février 2012 : publication par le gouvernement chinois d’une carte complète de la Lune construites à partir des données de la mission.

Missions à venir :

• Chang’e  4 : sonde spatiale lunaire chinoise dont le lancement est prévu fin 2018. Mission comprenant une atterrisseur et un rover, qui doivent se poser sur la face cachée de la Lune. Le satellite Queqiao, placé sur la face cachée de la Lune servira de relais de communications entre le rover et la Terre.
• Chang’e 5 : mission chinoise de retour d’échantillons du sol lunaire.

Lancement : 2019

Technologie : un orbiteur, un atterrisseur, un étage de remontée et une capsule chargée de ramener les échantillons sur Terre.

Lieu d’atterrissage : au nord-ouest de l’Océan des Tempêtes (Oceanus Procellarum), zone située au nord-est de la région de Mons Rümker. L’océan des Tempêtes est une mer située à l’ouest de la face visible de la Lune. C’est la plus grande des mers lunaires, mesurant 2500 km selon un axe nord-sud.

• Missions habitées vers la Lune (Agence spatiale chinoise, CNSA)

Programme chinois d’exploration lunaire

Dates : 2025-2030

A SUIVRE : NG # 21 – NEWS GALACTIQUES : « La colonisation de la Lune »

Sources :

• Wikipédia
• Le Monde la Lune : Mythes, sciences, influences - Frédéric Niel - 2009

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