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La Nasa a découvert de la glace d'eau sur la Lune qui pourrait être exploitée pour un voyage vers Mars

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La Nasa a découvert de la glace d'eau sur la Lune qui pourrait être exploitée pour un voyage vers Mars
Une illustration d'artiste représentant les astronautes d'Artemis sur la Lune. © NASA via AP

Des chercheurs de la NASA ont découvert que la Lune était parsemée de plaques d'eau cachées. C'est une excellente nouvelle pour l'agence qui prévoit d'envoyer des astronautes sur la Lune, d'y installer une base permanente et de l'utiliser éventuellement comme point d'étape sur la route vers Mars. Ses ambitions reposent sur la capacité à extraire de la glace d'eau sur la Lune et à la décomposer en oxygène et en hydrogène pour en faire du carburant pour fusée.

Puisqu'il est extrêmement coûteux et difficile de lancer un engin avec suffisamment de carburant depuis la Terre pour amener les astronautes vers Mars, l'eau sur la Lune jouera probablement un rôle essentiel dans le démarrage d'une nouvelle ère d'exploration humaine de l'espace lointain. "On commence à faire des stations-service dans l'espace. Cela commence vraiment à réduire notre dépendance vis-à-vis de l'approvisionnement en carburant depuis la Terre", a déclaré Angel Abbud-Madrid, directeur du Centre des ressources spatiales de la Colorado School of Mines, à Business Insider US. "C'est vraiment ce qui nous empêche d'explorer l'espace lointain."

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Représentation artistique des astronautes et des habitats humains sur Mars. JPL/NASA

Jusqu'à présent, la NASA ne savait pas quelle quantité d'eau pouvait être disponible sur la Lune, ni à quel point il serait facile de l'extraire. Mais deux études publiées ce lundi 26 octobre dans la revue Nature Astronomy rendent l'avenir de l'exploitation de la glace lunaire beaucoup plus prometteur.

L'une des études a confirmé pour la première fois la présence d'eau moléculaire dans la poussière à la surface de la Lune. L'autre a identifié des dizaines de milliards de petites régions froides dans l'ombre sur la Lune, où le Soleil ne brille jamais et où la glace est confortablement installée à la surface.

"Les deux études, de différentes manières, semblent indiquer qu'il y a plus d'eau disponible sur la surface lunaire que nous ne le pensions encore récemment", a déclaré à Business Insider US Leslie Gertsch, ingénieur géologue à l'Université de science et de technologie du Missouri, et qui n'a pas participé aux études. "Qu'elle soit exploitable ou non est une autre question".

Un avion spatial a détecté pour la première fois de l'H2O lunaire

Les experts ont longtemps pensé que la Lune ne serait pas un endroit sûr pour l'eau, car elle n'a pas d'atmosphère pour protéger sa surface des radiations du Soleil. Mais depuis trois décennies, les scientifiques et leurs engins spatiaux ont détecté des signes révélateurs d'eau lunaire.

Tout d'abord, ils ont trouvé de l'hydrogène qui s'attardait au-dessus des pôles. Ensuite, des traces d'eau sont apparues dans des échantillons de roches lunaires provenant des missions Apollo. Plus tard, le vaisseau spatial Cassini a capté des signaux d'eau en regardant la Lune en direction de Saturne.

Enfin, en 2018, les scientifiques ont confirmé la présence de glace d'eau à la surface des pôles de la Lune. Ces réservoirs se trouvent dans des zones d'ombre appelées "pièges à froid" que la lumière du Soleil ne peut pas atteindre.

Une carte des "pièges à froid" à l'intérieur des cratères lunaires obscurs au pôle sud (à gauche) et au pôle nord (à droite) de la lune. Les points bleus indiquent les endroits où la glace d'eau peut être présente à la surface ou près de la surface. NASA

Mais il était toujours possible qu'aucune de ces découvertes ne soit en fait de l'eau telle que nous la connaissons — H2O (formule chimique de l'eau) — mais plutôt qu'un composé appelé hydroxyle (OH).

Les chercheurs ont tendance à utiliser le mot "eau" pour décrire les deux composés, mais les molécules d'oxygène et d'hydrogène qui composent l'hydroxyle forment une liaison chimique beaucoup plus forte que celles de l'H2O.

"Si nous voulions extraire l'hydroxyle d'un sol pour l'utiliser comme ressource, il faudrait beaucoup plus d'énergie pour le décomposer, pour créer d'autres choses comme de l'oxygène respirable ou de l'eau à boire pour les astronautes", a déclaré Casey Honniball, chercheur postdoctoral au Goddard Space Flight Center de la NASA, lors d'une conférence de presse. "Mais avec l'eau moléculaire, si nous avons cela sur la Lune et que nous pouvons l'extraire, cela facilite le processus pour la transformer en d'autres composés que nous voudrions utiliser."

Pour savoir si la Lune abrite de l'eau moléculaire ou de l'hydroxyle, Casey Honniball a sauté dans un avion spatial.

Observatoire stratosphérique de la NASA pour l'astronomie infrarouge (SOFIA). Nasa

L'Observatoire stratosphérique pour l'astronomie infrarouge (SOFIA) est un Boeing 747 transformé, équipé d'un télescope de 2,7 mètres et capable de voler dans la stratosphère. C'est assez haut pour éviter la distorsion par l'atmosphère des signaux infrarouges de la Lune.

Casey Honniball a passé environ neuf heures dans l'avion, volant à environ 40 000 pieds au-dessus de la Terre. Elle a détecté les longueurs d'onde de H2O et, étonnamment, elles provenaient d'une partie de la Lune éclairée par le Soleil.

Cela signifie que les molécules d'eau sont probablement encastrées dans des perles de verre qui constituent environ 30 % du sol lunaire. Celles-ci protègent probablement l'eau des pouvoirs de vaporisation du Soleil.

Casey Honniball ne sait pas si le verre de toute la Lune contient de l'eau — cela pourrait être spécifique à la région qu'elle a étudiée. Quoi qu'il en soit, il ne serait pas facile d'extraire les molécules d'eau contenues dans les perles de verre. "Il y a une raison pour laquelle il est prévu de placer des déchets nucléaires de haute activité dans du verre", a déclaré Leslie Gertsch. "Le verre ne laisse pas sortir les choses facilement."

De petites ombres pourraient abriter de l'eau sur la Lune

Montagnes sur la lune, vues par l'orbiteur de reconnaissance lunaire de la Nasa. Nasa/GSFC/Arizona State University

Jusqu'à présent, les endroits les plus connus où se cachait l'eau lunaire étaient situés dans les grandes régions des pôles, plongées dans une ombre permanente — les endroits les plus froids jamais mesurés dans notre système solaire.

Mais en fouillant des milliers de photos prises par l'orbiteur de reconnaissance lunaire de la NASA, un groupe de chercheurs a découvert de petites zones d'ombre permanentes à la surface de la Lune.

Paul Hayne, un planétologue de l'Université du Colorado Boulder qui a dirigé l'étude, a comparé cette découverte au processus consistant à "retourner une roche et à trouver la multitude d'insectes qui s'en écartent". Il estime qu'il existe des dizaines de milliards de ces "micro-pièges à froid" autour des pôles de la Lune.

L'équipe de Paul Hayne n'a pas cherché d'eau dans ces régions, mais des recherches antérieures ont déjà confirmé la présence de glace d'eau dans les grandes ombres des pôles. "S'il y a de l'eau dans ces grands pièges à froid, alors il devrait y avoir de l'eau dans les plus petits aussi", a déclaré Paul Hayne à Business Insider US.

Cela signifie que les machines minières pourraient théoriquement rester à la lumière du Soleil — et éviter les températures de congélation extrêmes — tout en draguant la glace des micro-pièges. "Vous pourriez vous rendre dans un endroit de ces régions polaires et vous tenir à la lumière du Soleil et vous pencher, ou utiliser un outil pour extraire l'eau de l'une de ces ombres beaucoup plus petites et beaucoup plus accessibles", a déclaré Paul Hayne.

Dans l'ensemble, l'équipe de Paul Hayne estime que les régions ombragées de piège à froid couvrent environ 0,15% de la surface de la Lune.

La lune vue par le Mariner 10 de la Nasa en 1973.  Nasa/JPL/Northwestern University

Si ces micro-pièges froids sont remplis d'eau, cela faciliterait l'exploitation de la Lune, car ils s'éloignent des pôles et il est plus facile de faire atterrir un vaisseau spatial près de l'équateur de la Lune.

Mais Leslie Gertsch a averti que de grandes questions sur la glace lunaire subsistent. Bien que ces deux découvertes soient "séduisantes", a-t-elle dit, nous ne pouvons pas vraiment connaître la nature du sol lunaire avant "d'y aller et de faire des bêtises".

La NASA envoie un rover chasseur d'eau au pôle sud de la Lune

Une illustration du Volatiles investigating polar exploration Rover (VIPER) de la NASA, à la surface de la Lune. Nasa Ames/Daniel Rutter

Pour étudier l'eau lunaire de près, la Nasa se prépare à lancer une foreuse et un instrument de mesure de masse au pôle sud de la Lune en 2022. Une fois sur place, il tentera de récolter de la glace d'eau.

Puis en 2023, la Nasa a l'intention de lancer le VIPER (abréviation de Volatiles investigating polar exploration Rover), qui se déplacera sur un terrain rocheux, forant dans des sections de la glace lunaire et du sol pour les analyser. Au cours de sa durée de vie de 100 jours, le rover a pour principal objectif de collecter des données pour que la Nasa puisse cartographier les ressources en eau de la Lune.

Une illustration montre l'atterrisseur lunaire Griffin d'Astrobotic déployant une rampe à la surface de la Lune. Astrobotic

Étant donné leur emplacement plus accessible, les micro-pièges à froid de Paul Hayne pourraient être des cibles idéales pour ces missions. L'équipe de Casey Honniball, quant à elle, a demandé 72 heures supplémentaires dans l'avion SOFIA pour de nouvelles observations lunaires.

Mais si la Nasa veut vraiment mettre en place une opération d'extraction minière sur la Lune, elle aura beaucoup plus de travail à faire. "Il faut plus qu'un rover", a déclaré Leslie Gertsch. "Vous ne pouvez pas simplement envoyer un prospecteur sur un âne dans les montagnes et espérer concevoir une mine à partir de ça."

Version originale : Morgan McFall-Johnsen/Business Insider

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