Il y a de l’eau à la surface de la Lune et de la glace peut être cachée dans les replis de ses nombreuses zones d’ombres ; c’est ce qu’affirme la Nasa sur la foi de deux études publiées ce lundi 26 octobre dans la revue Nature Astronomy. Les recherches confirment des théories de longue date sur l’existence d’eau lunaire qui pourrait un jour permettre aux astronautes d’y vivre pour de longs séjours.
Une équipe scientifique a trouvé le signe révélateur de molécules d’eau, peut-être incluses dans du verre, dans une région éclairée par le soleil. Un autre groupe a estimé la prévalence, répandue sur une surface de plus de 40 000 km2, de minuscules poches sombres tapies dans le paysage lunaire, abris possibles pour de la glace d’eau.
L’eau de la Lune a été considérée comme une ressource potentielle par la NASA, qui a créé le programme Artemis en 2019, destiné à envoyer des astronautes américains sur la Lune au cours de cette décennie. Mais pour vivre sur la Lune, il faut de l’eau et envoyer des milliers de litres d’eau dans l’espace coûte une véritable fortune. Mais avec cette nouvelle recherche, les futurs explorateurs peuvent être rassurés : ils pourront peut-être utiliser l’eau lunaire non seulement pour se désaltérer, mais aussi pour faire le plein de leurs fusées.
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Une Lune sèche comme un os
La conception d’une Lune sèche comme un os a largement persisté jusqu’à une date relativement récente. Dans les années 1800, les astronomes croyaient que la Lune devait être sans eau parce qu’ils ne pouvaient pas voir les lacs ou les nuages à travers leurs télescopes. Une sonde soviétique a peut-être recueilli de l’eau lunaire, mais cette recherche, publiée dans une revue soviétique en 1978, a été largement ignorée.
La notion d’eau sur la Lune est déconcertante compte tenu de ce que les astronautes d’Apollo ont vu et senti à travers la semelle de leurs bottes, il y a un demi-siècle : la surface lunaire est singulièrement poudreuse.
Mais dans les années 2000, une image d’une Lune teintée d’eau a commencé à apparaître. L’étude minutieuse d’échantillons de Lune et les observations des vaisseaux spatiaux ont contribué à renverser la notion de désert lunaire total. En 2018, les scientifiques ont découvert des dépôts de glace aux pôles de la Lune, régions que les astronautes d’Apollo n’ont jamais visitées. Le pôle Sud lunaire, en particulier, est considéré comme un réservoir d’eau potentiellement utile, sous forme de glace ou de molécules, mais certainement pas sous forme liquide.
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Des vaisseaux spatiaux comme le Chandrayaan-1 indien, utilisant un instrument de la NASA pour cartographier les minéraux et autres matériaux, ont traqué l’eau lunaire et détecté des composés d’hydrogène et d’oxygène, les composants atomiques de l’eau.
Mais ces détections ne pouvaient pas assurer avec certitude qu’il s’agissait bien d’eau, a déclaré Casey Honniball, chercheuse au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, MD. En effet, d’autres composés hydrogène-oxygène ou les émissions thermiques de la Lune auraient pu brouiller les signaux.
La lumière de l’eau
La nouvelle découverte provient de l’observation à distance de la surface de la Lune par un télescope infrarouge embarqué sur SOFIA, un avion Boeing 747 modifié, qui vole à très haute altitude dans l’atmosphère terrestre et scanne la surface de la Lune. Les instruments à bord de l’observatoire ont détecté des subtilités dans la lumière de la Lune à une longueur d’onde de 6 microns, ce qui, selon les chercheurs, est un signal sans équivoque de l’eau. « Seule l’eau moléculaire peut créer une bande de 6 microns », affirme Casey Honniball.
John Grunsfeld, un physicien et ancien administrateur associé de la Direction des missions scientifiques de la NASA, qui n’a pas participé à cette recherche, a précisé que la nouvelle étude confirme ce qui avait été mesuré précédemment. « Les mesures du SOFIA sont similaires à d’autres, y compris les échantillons lunaires des missions Apollo ».
L’étude SOFIA a détecté des molécules d’eau individuelles près d’une formation de cratère massive, dénommée Clavius, située dans la région Sud de la Lune. Comme les molécules d’eau sont très dispersées, explique Casey Honniball, elles « n’interagissent pas entre elles et ne peuvent donc pas former de l’eau liquide ou de la glace d’eau ». L’étude soupçonne qu’elles sont protégées dans des poches formées entre des grains de poussière lunaire ou dans du verre formé par des impacts de micrométéorites. « L’eau doit être protégée du rude environnement lunaire, car au moment de nos observations, l’endroit sur la Lune était assez chaud », déclare encore Casey Honniball.
« Les molécules d’eau trouvées dans cette nouvelle étude ne sont pas assez abondantes pour être utilisées par les astronautes » poursuit-elle. Mais des concentrations plus importantes peuvent être trouvées dans d’autres régions lunaires, telles que ses dépôts volcaniques.
De l’eau vieille de milliards d’années
Le second rapport publié en même temps a estimé les endroits où la glace pourrait s’accumuler à travers les zones d’ombre permanente de la Lune. Les cratères et les indentations à la surface, que les auteurs ont appelés « micro-pièges à froid », pourraient couvrir près de 40 000 km2 de la surface de la Lune. Les températures extrêmement froides de ces poches – moins 126 degrés Celsius ou moins – pourraient maintenir la glace stable comme une roche pendant un milliard d’années, a annoncé l’auteur de l’étude, Paul Hayne, astrophysicien de l’Université du Colorado à Boulder.
En utilisant des modèles mathématiques et des observations de température d’un robot de la NASA, le Lunar Reconnaissance Orbiter, Hayne et ses collègues ont estimé qu’il existe des dizaines de milliards de ces micro-pièges. Leur taille varie de quelques centimètres de large à un mètre de large. Cette recherche ne confirme pas l’existence de glace dans toutes les poches, mais elles seraient des cibles tentantes pour les astronautes, déclare Paul Hayne. Au lieu de marcher dans un vaste cratère pour recueillir de l’eau, les futurs astronautes pourraient se pencher et arracher des pépites de glace de ces sombres poches minérales.
« Les deux articles font des prédictions qui sont vérifiables », a déclaré Bethany Ehlmann, professeure astrophysicienne à Caltech qui n’a pas participé à la recherche. Elle a noté qu’une mission robotique, Lunar Trailblazer, serait en orbite autour de la Lune pour chercher de l’eau dans les cratères sombres ainsi que les poches froides.
« Ces deux documents approfondissent les mystères de l’eau lunaire tout en fournissant les pièces du puzzle », a-t-elle déclaré au Washington Post dans un courriel. « Il est excitant de penser que dans l’ombre, à moins de dix degrés du pôle, se trouvent de minuscules réservoirs d’eau glacée ».
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