Le 3 janvier 2019, la China National Space Administration (CNSA) a accompli une première humaine: elle a réussi à placer un atterrisseur de l’autre côté de la Lune. Aujourd’hui, l’équipe révèle de nouvelles perspectives sur ce qu’ils ont trouvé sous la surface lunaire.
L’équipe Chang’e 4 a publié la première étude radar à pénétration du sol de la face cachée de la Lune un nouveau papier. La sonde a détecté un matériau poreux et granuleux parsemé de rochers sous la surface, un type de roche différent de celui trouvé sur le côté proche de la Lune et probablement le résultat de matériaux dragués par un impact important.
« Il y a eu des études géophysiques pendant les missions Apollo, mais pas avec une telle résolution », a déclaré à Gizmodo Elena Pettinelli, l’un des auteurs correspondants de l’article basé à l’Università degli studi Roma Tre en Italie.
La CNSA a d’abord lancé le satellite relais Queqiao en 2018 au point Lagrange L2, un point stable par rapport à la Terre et au Soleil, afin de pouvoir communiquer avec l’atterrisseur. L’atterrisseur Chang’e 4 et son rover Yutu-2 ont suivi, devenant avec succès la première mission à atterrir sur la face cachée de la Lune, se terminant dans le cratère Von Kármán. Les expériences ont pris des données depuis, et la nouvelle version d’aujourd’hui provient de l’expérience lunaire du radar lunaire pénétrant, ou LPR.
Le LPR fonctionne un peu comme un radar aéroporté, a expliqué Pettinelli. Une antenne émettrice émet des ondes électromagnétiques sous la forme d’une courte rafale d’énergie dans le sol. Les vagues voyagent jusqu’à ce qu’elles rencontrent une frontière, une différence dans les propriétés géologiques de la roche, puis certaines rebondissent et retournent au radar récepteur tandis que d’autres continuent de descendre avant de se refléter sur la prochaine frontière. L’étude, publiée dans Science Advances, représente une analyse des deux premiers jours lunaires (un jour lunaire dure environ un mois terrestre).
Ces résultats représentent une pénétration beaucoup plus profonde dans la surface lunaire que les missions précédentes, selon l’article. Le radar a révélé une couche de matériau homogène à 12 mètres de profondeur avec des roches sporadiques; puis, de 12 à 24 mètres, une couche de roches principalement réparties uniformément d’environ 0,2 à 1 mètre de diamètre; puis une couche de rochers mélangés avec un matériau plus fin. À plus de 24 mètres de profondeur, les régions comptaient moins de roches, les plus grosses étant pour la plupart plus proches de la surface, ainsi que les régions transparentes au radar, ce qui suggère qu’elles consistaient principalement en particules de saleté à grains fins.
Dans l’ensemble, les images radar impliquent que les chercheurs examinent les dépôts d’éjectas, des roches qui se sont déposées à la surface à la suite de divers impacts d’astéroïdes, mélangées à des grains fins qui s’accumulent avec le temps. Tracer quelles roches appartiennent à quels impacts ou quels cratères n’est pas possible, et le radar ne pouvait pas pénétrer jusqu’au fond du régolithe. Pourtant, les chercheurs écrivent: «Ce travail montre que l’utilisation extensive du LPR pourrait grandement améliorer notre compréhension de l’histoire de l’impact lunaire et du volcanisme et pourrait apporter un nouvel éclairage sur la compréhension de l’évolution géologique de la face cachée de la Lune.»
Ces images radar sont beaucoup plus profondes que celles prises par la mission Chang’e 3 du côté lunaire, a déclaré Pettinelli. Les propriétés de la roche sur le côté proche ont rendu plus difficile la pénétration du signal radar.
Bradley Thomson, professeur agrégé de recherche au Département des sciences de la Terre et des planètes de l’Université du Tennessee, qui a examiné l’article, a estimé que les résultats étaient convaincants et excitants, étant donné le défi de mener des expériences sur la face cachée de la Lune. Il a souligné que le LPR offrait un moyen facile d’accéder au sous-sol lunaire, mais qu’il avait ses inconvénients.
«On peut détecter des interfaces ou des roches enterrées, mais on ne sait pas toujours exactement quelles sont ces couches, par exemple, les couches d’éjecta du cratère d’impact, les couches de coulée de lave, etc. Ici, il semble que la stratification soit liée aux processus d’impact, pas aux couches volcaniques», Dit Thomson.
Il y a encore beaucoup de travail à faire. Le rover Yutu-2 fonctionne dans deux gammes de fréquences, haute et basse. Cet article ne raconte que les données haute fréquence; les données à basse fréquence posent un problème de traitement, car le corps du rover lui-même peut brouiller le signal radar. « Nous pouvons aller beaucoup plus loin si nous trouvons un moyen de traiter les données et d’annuler le bruit et les interférences du mobile sur le signal d’antenne », a déclaré Pettinelli.
Mais pour l’instant, l’équipe a prouvé que son système radar fonctionne et qu’il servira d’outil utile pour aider à découvrir l’historique des impacts sur la face cachée de la Lune.
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