La Lune est encore plus riche en eau que prévu

La Lune a longtemps été perçue comme un astre désespérément aride, jusqu'en 2008, lorsque des chercheurs ont découvert des molécules d'eau à l'intérieur de magma ramené par des astronautes des missions Apollo. Il s'agit de glace d'eau, piégée au fond de grands cratères perpétuellement à l'ombre, près des pôles, où les températures sont extrêmement basses.

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Une étude parue dans Nature Astronomy révèle également l'existence d'une multitude de micro-cratères retenant en leur fond de la glace d'eau, appelés "pièges froids".

40'000 km2

"Imaginez-vous sur la Lune, près de l'un de ses pôles: vous verriez une myriade de petites ombres mouchetant la surface, dont la plupart sont plus petites qu'une pièce de monnaie. Chacune serait extrêmement froide, suffisamment pour abriter de la glace", décrit Paul Hayne du département d'astrophysique de l'Université du Colorado aux Etats-Unis.

Son équipe a utilisé les données de deux instruments de l'orbiteur de reconnaissance lunaire de la NASA, LRO. En combinant ces mesures avec des modélisations 3D, ils ont pu reproduire la taille et la répartition des ombres, à des échelles inférieures au millimètre.

Les températures y seraient les mêmes que dans les grands cratères: environ -160°C. Mais ils sont bien plus nombreux: "On en trouve des dizaines de milliards, contre quelques centaines pour les plus grands", détaille Paul Hayne.

En les ajoutant aux surfaces déjà repérées, la superficie totale d'eau sur la Lune atteindrait 40'000 kilomètres carrés, dont 60% dans le pôle Sud, "suggérant que l'eau est plus répandue sur la Lune qu'on ne le pensait", explique le chercheur, auteur principal de l'étude.

Les astéroïdes à la source

Une autre étude, également publiée dans Nature Astronomy, apporte en outre la preuve chimique qu'il s'agit bien d'eau moléculaire.

Le télescope aéroporté de l'Observatoire stratosphérique pour l'astronomie infrarouge (SOFIA) a fourni de nouvelles données, grâce à l'observation de la Lune à une longueur d'onde plus précise qu'auparavant – à six microns au lieu de trois. Et, pour la première fois, les chercheurs ont pu distinguer nettement la molécule H₂O (la formule chimique de l'eau) d'un autre composé chimique (l'hydroxyle, OH) auquel elle est mélangée.

Mais d'où vient cette eau? Probablement de la chute d'astéroïdes qui ont percuté la Lune, il y a des milliards d'années – la même source, pense-t-on, que pour la Terre. Les molécules d'eau éjectées lors de la chute de ces corps seraient tombées au fond de ces cratères, où elles sont restées "piégées à jamais" par le froid, explique Francis Rocard, spécialiste du système solaire au Centre national d'études spatiales (CNES).

"Station-service"

Si on arrive à mettre au point des techniques d'extraction, cela représenterait une ressource potentielle pour de futures missions spatiales, notamment la Lunar Gateway, la future mini-station qui sera assemblée en orbite lunaire.

Pour les futures missions habitées vers Mars par exemple, on pourrait imaginer de "décoller de la Terre, faire un arrêt à la 'station-service' que sera la Lunar Gateway, d'où seraient envoyées des sondes sur la surface lunaire pour récolter de l'eau, et ainsi faire le plein nécessaire à l'équipage effectuant le voyage vers Mars", poursuit Francis Rocard, qui n'a pas participé aux études.

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"Cela ferait baisser le coût du programme, car c'est moins cher que d'emmener l'eau depuis la surface de la Terre", souligne l'astrophysicien français, soulignant que le voyage vers Mars dure six mois.

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ats/sjaq