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Où se poser sur la Lune ?
C'est en 1972 que les derniers êtres humains se sont posés sur la Lune. Le programme Apollo a été interrompu par la suite. Mais l'intérêt pour la Lune a été ravivé. La Chine ayant fait atterrir un robot - et hissé son drapeau - sur la face cachée de la Lune en 2020, la NASA prévoit que son programme Artemis se pose dans la région du pôle sud lunaire, probablement entre 2025 et 2028. Les astronautes concentreront alors leur exploration dans cette région.
Le potentiel fascinant de la glace
Ce qui rend la région polaire sud si fascinante, c'est qu'en raison de l'inclinaison axiale de la Lune, le soleil est proche de l'horizon et que le sol des cratères d'impact ne voit jamais la lumière du soleil et se trouve dans une ombre perpétuelle. Ces régions ombragées sont donc incroyablement froides - plus froides encore que la surface de Pluton, avec des températures d'environ -170° à -240° Celsius et proches du zéro absolu. À des températures plus élevées, la glace se sublimerait et se transformerait très rapidement en gaz dans le vide de l'espace. Mais dans ce froid extrême, la vapeur d'eau et d'autres substances volatiles peuvent être piégées ou gelées dans ou même sur le sol lunaire.
Cette possibilité de présence de glace fait de ces fonds de cratères ombragés des sites intrigants à explorer. Non seulement la glace pourrait contenir des indices sur la façon dont l'eau est intégrée dans le système Terre-Lune, mais elle pourrait également s'avérer être une ressource importante que les futur·es astronautes pourraient utiliser pour se nourrir, se protéger des radiations ou propulser des fusées.
Pas encore de glace d'eau détectée
La région polaire sud de la Lune est encore très mal connue. Mais une équipe de recherche internationale a réussi à faire la lumière en développant une méthode permettant de mieux comprendre cette région. Leurs travaux ont été publiés dans le dernier numéro de Geophysical Research Letters. L'auteur principal est Valentin Bickel, chercheur postdoctoral à la chaire de glaciologie et anciennement à la chaire de géologie de l'ingénierie de l'ETH Zurich.
L'équipe a utilisé des images prises par la caméra de la sonde Lunar Reconnaissance Orbiter, qui documente la surface de la Lune depuis plus de dix ans. Cette caméra capte les photons qui rebondissent dans les zones d'ombre depuis les montagnes et les parois des cratères adjacents. Aujourd'hui, avec l'aide de l'intelligence artificielle, l'équipe a réussi à utiliser ces données de manière si efficace que ces zones auparavant sombres deviennent visibles. Après avoir analysé leurs images, l'équipe a déterminé qu'aucune glace d'eau n'était visible dans ces zones d'ombre de la Lune, bien que son existence ait été prouvée par d'autres instruments. Valentin Bickel déclare: «Il n'y a aucune preuve de glace de surface pure dans les zones d'ombre, ce qui implique que toute glace doit être mélangée au sol lunaire ou se trouver sous la surface.»
Planification des itinéraires de travail
Les résultats publiés dans ce nouvel article font partie d'une étude complète des sites d'atterrissage potentiels d'Artemis et des options d'exploration de la surface lunaire menée par le Centre LPI-JSC pour la science et l'exploration lunaires. Jusqu'à présent, l'équipe a examiné plus d'une demi-douzaine de sites d'atterrissage potentiels pour les missions Artemis. Les conclusions de l'étude pourraient avoir des implications directes pour les futures missions, notamment Intuitive Machines Mission 2, qui sera menée sur une base commerciale par une start-up. Cette mission robotique prévue au printemps 2023 a pour objectif de collecter et d'analyser les premiers échantillons de sol dans les zones d'ombre du pôle sud de la Lune, avant que les astronautes n'atteignent la Lune. «Nous avons découvert un certain nombre de cratères ombragés jusqu'alors inconnus et d'autres caractéristiques de surface qui pourraient être déterminantes pour l'endroit où l'atterrisseur à trémie touchera le sol», explique Valentin Bickel.
Ces nouveaux résultats de recherche permettront de planifier avec précision les itinéraires dans et à travers les régions ombragées en permanence, ce qui réduira considérablement les risques auxquels sont exposés les astronautes et les robots explorateurs d'Artemis. Grâce aux nouvelles images, les astronautes pourront cibler des endroits spécifiques pour prélever des échantillons et évaluer la répartition de la glace.