Pourquoi la face cachée de la Lune est-elle si mystérieuse ?
La face cachée de la Lune a une visibilité limitée depuis la Terre, car la Lune est « verrouillée » par la Terre, ce qui signifie que la même face de la Lune nous fait toujours face. Ce positionnement est le résultat de la dissipation de l’énergie de rotation de la Lune au cours de milliards d’années d’interaction magnétique avec les océans terrestres.
Ce n'est qu'en 1959 que la sonde spatiale soviétique Luna 3 a capturé les premières images de la face cachée de la Lune, révélant un paysage très différent avec plus de cratères et moins de marias. Maria sont de grandes plaines basaltiques sombres.
En 2019, le chinois Chang'e-4 est devenu le premier vaisseau spatial à atterrir et à mener des études sur la face cachée de la Lune. Le Chang'e-6 est revenu avec 1 935,3 grammes d'échantillons provenant de la face cachée de la Lune fin juin de cette année.
L'une des raisons expliquant le rythme plus lent de l'exploration est qu'il est difficile d'atteindre les vaisseaux spatiaux, les atterrisseurs et les rovers avec des technologies de communication directe en raison de la barrière de la Lune elle-même.
La Chine a développé des technologies pour faciliter la communication autour de la courbure de la Lune, permettant ainsi le contact avec la face cachée de la Lune.
Quelles nouvelles technologies ont rendu possible la mission Chang'e-6 ?
Une avancée majeure qui a permis une communication en temps réel avec la face cachée implique le déploiement du satellite relais Queqiao (« pont de la pie »), une tâche difficile en soi. L’une des principales complexités du satellite Queqiao consiste à le positionner sur une orbite de halo stable autour du point lagrangien Terre-Lune L2.
Les points lagrangiens sont des positions dans l'espace où les forces gravitationnelles de deux grands corps équilibrent précisément la force centripète ressentie par un objet plus petit. En ces points, un satellite peut théoriquement maintenir une position stable par rapport à la Terre et à la Lune.
Ce positionnement stratégique a permis à Queqiao d'agir comme un pont de communication, relayant en permanence les signaux vers et depuis la Terre, facilitant ainsi le transfert immédiat de données et la prise de décision essentielles au succès des opérations lunaires.
Cependant, le point L2 est particulièrement problématique car il est dynamiquement instable, ce qui signifie que tout petit écart par rapport à ce point nécessite des manœuvres correctives pour maintenir la position du satellite. De plus, des écarts sont inévitables en raison de diverses influences telles que la pression solaire et d’autres forces perturbatrices. Cependant, il est suffisamment stable pour que le satellite ne dérive pas trop loin et puisse être maintenu près du point prévu avec des corrections limitées.
Essentiellement, Queqiao a été conçu pour effectuer des manœuvres complexes afin de rester dans le bon voisinage, en naviguant dans le délicat équilibre des forces en jeu. Une autre innovation clé a été la technique de « rentrée par saut semi-balistique », également connue sous le nom de technique de « saut de pierre », qui garantit que les engins spatiaux reviennent en toute sécurité sur Terre.
Une rentrée sans pierre utilise la traînée atmosphérique de la Terre pour décélérer le vaisseau spatial. Lors du premier contact avec l'atmosphère, le vaisseau spatial utilise la traînée atmosphérique pour ralentir et « rebondir » à nouveau, retournant brièvement dans l'espace.
Après ce rebond, le vaisseau spatial rentre dans l’atmosphère à une vitesse et une charge thermique réduites, permettant un atterrissage en toute sécurité. Chang'e-5 et Chang'e-6 ont tous deux utilisé cette technique, qui revient à lancer une pierre et à frapper l'eau pour qu'elle saute à la surface.
Que pourrions-nous apprendre des matériaux rapportés ?
Les roches lunaires peuvent offrir une richesse de connaissances. Par exemple, de nombreux scientifiques sont impatients d’analyser des échantillons du bassin Pôle Sud-Aitken, ce qui pourrait faire la lumière sur la « théorie des bombardements lourds et tardifs ».
Le bassin Pôle Sud-Aitken compte parmi les cratères d’impact les plus anciens et les plus grands du système solaire. Il s'est formé il y a environ 4,6 milliards d'années, peu de temps après la formation du système solaire, alors que l'on pensait que les planétésimaux restants entraient fréquemment en collision avec les planètes nouvellement formées.
On pense que cette période d’impacts intenses a été si grave qu’elle aurait pu enlever suffisamment de matière à la Terre pour contribuer à la formation de la Lune. Il y a environ 3,8 milliards d’années, certains scientifiques suggèrent que le rythme de ces impacts avait diminué jusqu’à atteindre un niveau similaire à celui que nous observons aujourd’hui.
Cette théorie a façonné notre compréhension de l’origine de la vie sur Terre, car les scientifiques pensaient auparavant que toute l’eau s’était vaporisée au début, rendant la planète inhabitable pour la vie telle que nous la connaissons. Cependant, des preuves récentes provenant de météorites et de nouvelles données provenant de missions spatiales ont conduit les experts à remettre en question cette théorie.
Résoudre ce débat pourrait avoir des implications significatives pour répondre à des questions clés, telles que la date d'apparition de la vie et les conditions qui régnaient au début de la Terre. Cela pourrait également donner lieu à de nombreuses autres informations passionnantes et importantes.
Par exemple, des découvertes récentes suggèrent que la Lune pourrait contenir de l’eau et d’autres substances volatiles, ce qui faciliterait grandement l’exploration lunaire future et une éventuelle colonisation. L'analyse des roches lunaires pourrait aider à déterminer la présence, la répartition et l'origine de ces substances.
Les missions habitées pourraient-elles être les prochaines ?
La Chine prévoit déjà un atterrissage habité sur la lune avant 2030. Cependant, aucune mission habitée sur la face cachée de la Lune n’est actuellement prévue. L'Université Tsinghua a mené de nombreux projets de recherche centrés sur les missions lunaires habitées et espère contribuer à l'exploration spatiale future.
À quels défis supplémentaires un astronaute pourrait-il être confronté sur la face cachée de la Lune ?
Un astronaute se trouvant sur la face cachée de la Lune serait confronté à plusieurs défis uniques et importants. L'un d'eux est le terrain, qui est plus accidenté et fortement cratérisé que le côté proche « relativement lisse ».
Naviguer dans ce paysage difficile nécessiterait des systèmes autonomes avancés et une solide formation pour les astronautes. De plus, l’isolement dû à des retards de communication dans l’envoi de signaux autour de la Lune pourrait entraîner un stress psychologique important. Les astronautes qui relèveront ce défi auront besoin de résilience et de systèmes de soutien très efficaces pour y faire face.
Quelle est la prochaine mission pour la mission lunaire ?
La Lune est le corps céleste le plus proche de la Terre, avec un délai de communication de moins de deux secondes du côté le plus proche. Cette proximité en fait une première étape idéale pour une exploration spatiale plus profonde.
Avant de s’aventurer sur des corps plus lointains comme Mars, il est crucial de maîtriser l’exploration et les opérations lunaires. Cette étape fondamentale vers la face cachée de la Lune permettra le développement de technologies et de stratégies essentielles aux missions plus longues.
Cela fait également plus de 50 ans depuis les alunissages d’Apollo, et la prochaine phase de l’exploration lunaire devrait aller au-delà de simples visites.
Les futures missions construiront probablement des bases lunaires fonctionnelles. Ces bases pourraient faciliter les opérations minières lunaires, en utilisant probablement les ressources directement sur la Lune plutôt que de les transporter vers la Terre, rendant ainsi les opérations spatiales plus durables. Cela positionne également la Lune comme un « tremplin » clé pour les aventures vers d’autres corps célestes.
(Couverture : échantillons de sol lunaire Chang'e-6 dans des récipients en verre numérotés. /CFP)
