Une grotte découverte sur la lune ouvre de nouvelles possibilités d'installation pour les humains

27 juillet 2024

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par Christopher Pattison, The Conversation

Près de 55 ans après le lancement d'Apollo 11, la première mission ayant conduit des humains sur la lune, les scientifiques ont découvert des preuves d'un vaste système de grottes près du site d'alunissage de ces astronautes.

En utilisant des images radar prises par le vaisseau spatial Lunar Reconnaissance Orbiter de la Nasa en 2010, les chercheurs ont pu déterminer que de vastes fosses, trouvées dans les images de la lune, pourraient en fait être des 'cheminées' menant à de grandes grottes et tunnels situés sous la surface lunaire.

Ces découvertes pourraient être d'une grande valeur pour les futurs astronautes souhaitant s'installer sur la lune, en servant d'abri pratique pour une base lunaire.

La grotte est accessible par un puits dans la Mare Tranquillitatis bien étudiée (Mer de la Tranquillité). Il s'agit d'un grand bassin constitué principalement de basalte. Neil Armstrong et Buzz Aldrin ont atterri dans cette région le 20 juillet 1969.

Alors que la Mare Tranquillitatis n'est pas susceptible d'être le premier endroit où les humains tenteront de s'installer sur la lune, l'existence d'une grotte augmente fortement la probabilité de l'existence d'autres, scientifiques s'attendant donc à en trouver dans des endroits plus adaptés pour une implantation humaine.

La Mare Tranquillitatis n'est pas le premier choix des scientifiques pour une base humaine car elle ne possède pas un des autres ingrédients importants pour la survie. Il n'y a pas de glace à l'équateur lunaire et donc pas d'accès facile à l'eau pour que les astronautes puissent boire, faire de l'oxygène et diviser pour obtenir du carburant. Cela rend l'équateur idéal pour l'atterrissage et la visite, mais un mauvais choix pour l'installation d'un campement.

La glace est susceptible d'exister aux pôles lunaires, cependant, grâce à l'ombre le protégeant des durs rayons solaires. Ainsi, les pôles sont notre premier choix pour commencer à s'installer sur la lune car cela réduit la quantité d'eau dont nous aurions besoin d'emporter avec nous.

L'ouverture étudiée ici est simplement connue sous le nom de puits de la Mare Tranquillitatis, et il s'agit d'une des environ 200 ouvertures connues à la surface lunaire. Elle a été imagée pour la première fois en 2010 et suspectée d'être un puits menant à un système de grottes ou tunnels, mais nous n'avions aucun moyen de le confirmer jusqu'à présent.

Dans un article publié dans Nature Astronomy, Leonardo Carrer, de l'Université de Trento en Italie, et ses collègues présentent des preuves selon lesquelles ce puits de la Mare Tranquillitatis mène effectivement à une grotte en dessous, et peut-être à un plus grand système de tunnels et canaux. Le puits de la Mare Tranquillitatis mesure environ 100 mètres de large, avec des parois abruptes s'étendant entre 130 et 170 mètres de profondeur, ce qui en fait le puits lunaire le plus profond connu.

En ré-analysant les données radar et en utilisant des simulations informatiques pour reconstruire les puits, les scientifiques ont pu déterminer qu'une partie des données radar réfléchies vers le satellite provenaient d'un conduit de grotte souterrain d'au moins quelques dizaines de mètres de long. Cela suggère que le puits de la Mare Tranquillitatis mène à une grotte accessible sous la surface de la lune.

Cette découverte est incroyablement excitante, notamment car il s'agit d'un emplacement potentiellement prometteur pour les futurs refuges et bases lunaires. En plus de fournir un abri naturel contre les rayons cosmiques nocifs, un système de grottes offre également une température stable.

La température de la surface lunaire fluctue énormément sur une période de semaines en raison du manque d'atmosphère pour retenir la chaleur. Pendant le jour lunaire, les températures peuvent atteindre 121°C en plein soleil, puis chuter à -133°C après la tombée de la nuit. L'ombre d'un système de grottes souterraines devrait réguler la température pour la rendre beaucoup plus constante, rendant la construction d'un abri en leur sein beaucoup plus facile.

De même, de petits astéroïdes s'écrasent souvent sur la lune en raison de l'absence de bouclier atmosphérique. Se trouver dans un abri suffisamment solide pour survivre à un impact est important. Une grotte offre la solution idéale à cela.

Bien que le fait d'avoir une grotte pour s'abriter puisse réduire la quantité de matériaux que nous devons emporter sur la lune pour y commencer à nous installer et avoir une présence humaine à long terme, il y a encore des obstacles à surmonter.

Par exemple, les parois du puits sont une chute verticale de plus de 100 mètres de hauteur, ce qui signifie que les futurs explorateurs devront trouver un moyen sécuritaire de descendre dans les grottes et de remonter lorsqu'ils explorent la surface.

Cela pourrait se présenter sous forme d'échelles, ou de systèmes plus complexes similaires aux jets-packs. Heureusement, cependant, la gravité lunaire plus faible signifie que ce problème est moins grave que sur Terre. L'intégrité structurelle des grottes devra également être évaluée avant notre installation.

L'étude a également révélé que le système souterrain pourrait mesurer entre 30 et 80 mètres de long et environ 45 mètres de large. Cela le rendrait assez grand pour plusieurs 'maisons lunaires'. Le sol semble également assez plat pour construire sans aucun travail ou préparation majeurs.

La cause la plus probable des grottes lunaires est qu'elles sont d'anciens tunnels de lave. Ce sont des tunnels formés lorsque la lune était encore volcaniquement active il y a des millions d'années. La lave en fusion peut développer une croûte continue et dure, formant un toit au-dessus du flux de lave toujours en cours. Un vide se forme ensuite une fois que la lave cesse de couler.

Même mieux que la grotte à Mare Tranquillitatis serait la découverte d'autres structures similaires près des pôles lunaires. Les astronautes auraient alors le meilleur de tout - un abri contre les conditions difficiles de la lune et l'accès à la glace d'eau qui se trouve dans les cratères ombragés aux pôles lunaires. Ce serait une excellente occasion de réduire le coût et la difficulté de s'installer sur la lune pour une période prolongée.

Le fait que nous puissions les repérer depuis l'espace nous permet également de planifier des missions pour utiliser ces abris naturels. Cela pourrait signifier que les futurs astronautes vivent dans des grottes formées par des volcans sur la lune.

Plus d'informations: Leonardo Carrer et al, Preuves radar d'un conduit de grotte accessible sur la Lune en dessous de la fosse de Mare Tranquillitatis, Nature Astronomy (2024). DOI: 10.1038/s41550-024-02302-y