Pourquoi la face cachée de la lune est si inconnue

La lune est familière. Les observateurs amateurs peuvent l'examiner avec un télescope, et les humains se sont levés dessus à plusieurs reprises depuis les années 1960. Mais plus tard cette année, la Chine effectuera une mission qui pourrait considérablement augmenter la compréhension humaine de notre voisin astronomique. Les scientifiques en apprendront beaucoup plus sur la formation de la lune et peut-être sur la manière dont la Terre et même d’autres masses planétaires se sont réunies il ya des milliards d’années. Cette mission, Chang’e-4, a un tel potentiel car elle a pour but de larguer un atterrisseur et un rover pour la première fois de l’autre côté de la lune. Pourquoi tant de choses peuvent être appris ici?

L’orbite de la lune est étroitement liée à la Terre, ce qui signifie qu’elle tourne une fois en tournant autour de la planète. En conséquence, les observateurs liés à la Terre voient toujours le même visage et les observateurs sur la Lune regardent la Terre tourner à une position fixe au-dessus d’eux. Alors que de légères excentricités dans la position de la lune par rapport à la Terre permettent de voir un peu plus de la moitié de sa surface au cours d’une année, la majeure partie de son côté éloigné n’est jamais visible. En 1959, la sonde Luna 3 de l’Union soviétique effectua le premier tour de la lune et renvoya les premières images de son côté éloigné. C’est ainsi que la Terre a découvert l’un des plus grands cratères d’impact sur tout corps du système solaire. Le bassin pôle Sud-Aitken a une largeur de 2 500 km et une profondeur de 13 km. Des dizaines de vaisseaux spatiaux ont observé le côté proche de la lune et six ont posé des gens dessus. La face cachée a été cartographiée et de nombreux équipages d’Apollo ont vu la surface au survol. En 2011, l’orbiteur Lunar Reconnaissance de la NASA a renvoyé les images les plus détaillées à ce jour. Mais toutes les observations ont été faites à distance. Aucune embarcation n'a atterri.

Ce que l'on sait de l'autre côté est intriguant. La face proche est recouverte de jument, ou anciennes coulées de lave; le côté éloigné n'en a presque pas. Les concentrations de composés chimiques des deux côtés sont sensiblement différentes. Les coulées de lave du côté proche couvrent une grande partie du sol le plus ancien, alors que le visage relativement intact de la partie éloignée a connu des milliards d’années de vent solaire et d’exposition au soleil. Brad Tucker, astrophysicien et cosmologiste à la Australian National University, déclare que cela signifie que les missions peuvent découvrir «des documents uniques qui constitueraient un instantané direct des débuts de la lune». Une des théories les plus populaires sur la formation de la lune est que les débris d'une collision entre la Terre et une proto-planète il y a des milliards d'années; un autre suggère que plusieurs lunes en orbite ou un anneau de débris autour de la Terre se sont coalescés. Plus de données de l'autre côté permettront d'affiner ou de réfuter ces théories. M. Tucker note également que la partie éloignée a plus d'hélium-3, une substance à la fois relativement rare sur Terre et excellente pour le carburant de fusée.

La difficulté à explorer le côté éloigné provient de sa position: la masse de la lune bloque tous les signaux radio. En début d’année, la Chine a lancé un satellite qui se trouve maintenant au point L2 de Lagrange, un lieu de stabilité gravitationnelle comparée où le satellite peut, moyennant certaines opérations de maintenance, conserver une position presque fixe par rapport à la Terre et à la Lune. Ce relais permettra le contrôle à distance en direct et la réception des données de l'atterrisseur et du mobile. Une meilleure compréhension de la partie éloignée aura une incidence sur les projets gouvernementaux et privés visant à remettre les gens sur la Lune, à établir des stations en orbite permanente et, un jour peut-être, à transformer la Lune en une station de ravitaillement pour les missions vers Mars et au-delà. «Il a été démontré que la Lune était une station d’essence géante pour le système solaire», déclare le Dr Tucker. Les missions éloignées pourraient révéler où se trouvent les pompes.