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Les scientifiques ont depuis longtemps théorisé l’existence de grottes lunaires – des passages souterrains formés par des processus volcaniques qui sont connectés à la fosses recouvrant la surface de la luneAujourd’hui, une équipe de chercheurs internationaux a découvert la première preuve directe que la fosse la plus profonde connue de la Lune est reliée à une grotte qui pourrait fournir un abri aux astronautes.
L’identification des zones sur la Lune qui peuvent protéger les humains et les explorateurs robotiques de l’environnement lunaire hostile – y compris les radiations puissantes et les températures extrêmes – pourrait être cruciale pour l’exploration spatiale future alors que des pays comme les États-Unis et la Chine se précipitent pour établir une présence humaine à long terme sur le satellite naturel le plus proche de la Terre.
Pour trouver la grotte, l’équipe a étudié les mesures radar d’archives d’une fosse découverte dans une vaste plaine appelée mer de tranquillitéou la mer de la Tranquillité, qui fut le site d’atterrissage de la mission Apollo 11 en 1969.
La sonde Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA a collecté des données radar en 2010 en utilisant des longueurs d’onde pour détecter ce qui se trouvait sous la surface. En analysant les données, les chercheurs ont trouvé de l’espace vide à une profondeur souterraine de 130 à 170 mètres (426 à 558 pieds), selon leur étude publiée lundi dans le journal The New York Times. revue Nature Astronomie.
La grotte récemment découverte, mesurant au moins 45 mètres (près de 148 pieds) de large et entre 30 et 80 mètres (98 et 262 pieds) de long, pourrait n’être que la partie initiale d’une cavité tubulaire plus longue formée par la lave – et il y a probablement encore plus de grottes à découvrir, disent les chercheurs.
« Les grottes lunaires sont restées un mystère pendant longtemps. Les scientifiques émettaient l’hypothèse de leur existence depuis plus de 50 ans. Il était donc surprenant de pouvoir enfin prouver l’existence d’un conduit souterrain », a déclaré dans un courriel Leonardo Carrer, co-auteur de l’étude et professeur adjoint au département d’ingénierie de l’information et d’informatique de l’Université de Trente en Italie.
Les recherches et explorations futures des grottes lunaires pourraient également fournir de nouvelles informations sur l’évolution de la lune et volcanisme lunairenotent les auteurs dans l’étude.
« De plus, (les grottes lunaires) peuvent être une alternative ou une intégration à une base à la surface de la Lune », a-t-il ajouté.
Près de l’équateur lunaire, les températures atteignent une moyenne torride de 250 degrés Fahrenheit (121 degrés Celsius) pendant la journée et chutent à moins 208 F (-133 C) à la tombée de la nuit. selon la NASALes températures extrêmes sont même descendues en dessous de -246 °C (-410 °F), comme l’a enregistré le Lunar Reconnaissance Orbiter.
Les chercheurs d’un Étude de juillet 2022 qui a examiné un certain nombre de fosses sur la lune – certaines d’entre elles étant supposées conduire à des grottes La NASA lors de la découverte — ont constaté que les abris ombragés sont beaucoup plus stables thermiquement et restent régulièrement à environ 17 °C (63 °F).
« Avoir des preuves supplémentaires de l’existence d’une grotte s’étendant depuis le sol de la fosse de Mare Tranquillitatis est vraiment passionnant », a déclaré Tyler Horvath, doctorant en sciences planétaires à l’Université de Californie à Los Angeles, qui était l’auteur principal de l’étude de 2022, dans un courriel.
« Les grottes lunaires pourraient apporter des avantages considérables aux astronautes et aux rovers, car ils pourraient s’abriter des dangers présents sur la surface lunaire, tels que les radiations, les micrométéorites et les températures extrêmes, ce qui pourrait également ouvrir la voie à une présence humaine à long terme et à grande échelle sur la Lune », a ajouté Horvath. Il n’a pas participé à la nouvelle étude.
La lune compte plus de 200 fosses connues, comme celle de Mare Tranquillitatis, mais seule une poignée d’entre elles se prolongent probablement par des grottes, a déclaré Horvath. Certains des tubes de lave pourraient également être inaccessibles en raison de débris bloquant les passages, a ajouté Carrer.
Les caractéristiques intérieures de la grotte récemment découverte resteront obscures jusqu’à ce qu’un rover ou une exploration humaine puisse apporter plus d’informations. L’intérieur pourrait ressembler à un tube de lave récemment formé sur Terre, mais en beaucoup plus grand, a déclaré Horvath. Cela ressemblerait probablement à des murs lisses, sauf là où la lave qui s’écoule pourrait avoir formé des bosses et des crêtes appelées lavacicules, et la grotte serait plongée dans l’obscurité, sauf là où la lumière du soleil atteint et se reflète sur le sol de la fosse, a ajouté Paul Hayne, professeur associé au département des sciences astrophysiques et planétaires de l’Université du Colorado à Boulder.
La grande taille de la grotte n’est pas surprenante, en raison de la gravité plus faible de la lune et des effets que cela peut avoir sur la stabilité des tubes de lave, les grottes plus grandes pouvant se former avec moins de risques d’effondrement, a déclaré Hayne, qui est co-auteur de l’étude de 2022 mais n’a pas participé à la nouvelle recherche. La plupart des tubes de lave de la Terre se trouvent à Hawaï, aux îles Canaries, en Australie et en Islande, et ont un diamètre compris entre 10 et 30 mètres. Étude d’août 2020 avait suggéré que les tubes de lave sur la Lune pourraient atteindre 1 kilomètre (3 280,84 pieds) de diamètre.
« Nous ne devrions pas être trop surpris si de futures explorations révèlent des grottes encore plus grandes. Nous avons un aperçu du système de plomberie volcanique interne de la Lune », a déclaré Hayne dans un courriel.
Les auteurs de la nouvelle étude ont découvert que la grotte était potentiellement plate ou inclinée à un angle maximum de 45 degrés, ce qui suggère qu’elle serait probablement accessible, a déclaré Carrer.
Mais en raison de la profondeur de cette grotte (et potentiellement d’autres grottes lunaires), il faudra peut-être faire preuve de créativité pour faire descendre les astronautes jusqu’au fond de la fosse, ce qui impliquera peut-être l’utilisation de matériel d’escalade comme des cordes et des dispositifs d’assurage et de câbles plus gros pour l’équipement et les matériaux de construction, a déclaré Hayne. À terme, le processus pourrait impliquer une structure plus permanente comme un monte-charge, a-t-il ajouté.
D’autres idées pour explorer la fosse profonde de Mare Tranquillitatis et la grotte récemment découverte à l’intérieur incluent une grue robotisée qui pourrait être utilisée pour descendre un astronaute ou un rover jusqu’au sol, qui est actuellement explorée par le Agence spatiale européenne.
Noah Petro, chef du laboratoire de géologie planétaire, de géophysique et de géochimie de la NASA, a fait remarquer que les observateurs du ciel qui observent la lune peuvent identifier la Mare Tranquillitatis, où la grotte a été découverte, en recherchant une grande plaine sombre. Il a recommandé de lever les yeux et d’observer le site le 20 juillet pour célébrer le 55e anniversaire de l’atterrissage d’Apollo 11, la première mission à envoyer des humains sur la Lune.
« La découverte des (fosses et des grottes potentielles) remonte à plusieurs années (mais) ces nouvelles informations issues des données radar nous disent : “Oh, wow. Elles sont un peu plus grandes que ce que nous pensions”, a déclaré Petro, qui est le scientifique du projet Lunar Reconnaissance Orbiter et d’Artemis III, une mission qui vise à faire atterrir des humains sur la Lune pour la première fois depuis Apollo 17 en 1972. Petro n’a pas participé à la nouvelle étude.
« L’équipe LRO est présente sur la Lune depuis 15 ans maintenant, créant des ensembles de données incroyables qui changent notre vision de la Lune et sont utilisées pour faire ce genre de découvertes », a déclaré Petro. « (La grotte) est l’une de ces merveilleuses surprises que la Lune nous réserve toujours. »
