Traduction d'un article de la NASA (1999)
Aucune trace d'eau n'a été détectée lors du crash de Lunar Prospector du 31 juillet 1999 sur la Lune. Plus de détails sont disponibles dans le communiqué de la NASA du 13 octobre.
Le 5 mars 1998, il a été annoncé que les données renvoyées
par la sonde
Lunar Prospector
indiquaient que de la glace d'eau est présente aux pôles sud et nord de la Lune,
en concordance avec les résultats de la sonde
Clementine
concernant le pôle sud et rapportés en novembre.
La glace semblait initialement être mélangée avec le régolite de la Lune
(rochers de surface, sol et poussière) à de faibles concentrations estimées
entre 0,3 et 1 %.
Des données ultérieures de Lunar Prospector obtenues sur une plus longue durée
ont indiqué la présence possible de dépôts discrets et confinés de glace d'eau
presque pure enfouie jusqu'à 40 cm de régolite sec, avec une signature d'eau
plus forte au pôle nord lunaire qu'au pôle sud (1).
L'eau est supposée être répandue sur une surface de 10000 à 50000 km²
près du pôle nord et sur une surface de 5000 à 20000 km²
autour du pôle sud.
Des résultats plus récents montrent cependant que l'eau peut être plus
concentrée dans des zones localisées (d'environ 1850 km², sur chaque pôle)
que répartie sur de grandes régions.
La masse totale estimée de glace est d'environ 6 milliards de tonnes.
Mais des incertitudes dans les modèles signifient que cette estimation
peut être considérablement réduite.
Lunar Prospector, une mission Discovery de la NASA, a été lancé
sur une orbite lunaire en janvier 1998.
Il emportait un instrument scientifique appelé
Spectromètre à neutrons.
Cet outil fut conçu pour pouvoir détecter des faibles quantités de glace d'eau
à un niveau allant jusqu'à moins de 0,01%.
L'instrument se concentra sur les zones près des pôles lunaires où l'on supposait
que ces dépôts de glace d'eau pouvaient se trouver.
Le spectromètre à neutrons détecte des neutrons "lents" (ou thermiques) et
"intermédiaires" (ou épithermiques) qui résultent de collisions entre des
neutrons normaux "rapides" avec des atomes d'hydrogène.
Les données montrent une signature particulière de 4,6 % sur la région polaire nord
et une signature de 3,0 % sur le sud, une forte indication que de l'eau est présente
dans ces deux zones.
L'instrument peu détecter de l'eau à une profondeur d'environ 50 cm.
Les instruments d'imagerie de Clementine
ont montré que de telles zones en permanence à l'ombre existent
au fond de profonds cratères près du pôle sud de la Lune.
En fait, il apparaît qu'environ 6000 à 15000 km²
de surface près du pôle sud est en permanence à l'ombre.
Les mêmes zones au pôle nord apparaissent moindres sur les images de Clementine,
mais les résultats de Lunar Prospector montrent une zone aquifère beaucoup plus
large près de ce pôle.
Une grande partie de la zone autour du pôle sud
est dans le bassin d'Aitken (montré à gauche en bleu sur une image de
la topographie lunaire), un cratère d'impact géant de 2500 km de diamètre et de
12 km de profondeur à son point le plus bas.
De nombreux cratère plus petits existent sur le fond de ce bassin.
Comme ils sont bas dans le bassin, les fonds de nombreux de ces petits
cratères ne sont jamais exposés à la lumière.
Dans ces cratères, les températures ne dépassent jamais 100 K (- 173 °C) (2).
De la glace d'eau peut perdurer des milliards d'années à ces températures.
Dans un article du magazine Science (5) du 29 novembre 1996, il fut annoncé qu'une interprétation de données venant d'un instrument de Clementine suggérait la possibilité de présence de glace à la surface de la Lune. La glace est supposée se trouver au fond de cratère en permanence dans l'ombre près du pôle sud (au centre de l'image mosaïque de Clementine montrée en haut de la page). Il est aussi supposé que d'autres gaz volatiles, comme le méthane, se trouvent sous forme gelée dans le dépôt. Ce dépôt a été estimé à approximativement 60000 to 120000 m3 en volume. Cela serait comparable en taille à un petit lac, à quatre terrains de football en surface et à une épaisseur de 5 m. Cette estimation est cependant très incertaine à cause de la nature des données.
Un des problèmes en étudiant une zone en permanence dans l'ombre est qu'aucune
image ne peut être obtenue.
La sonde Clementine a recherché la glace en utilisant un outil scientifique appelé
Expérience Radar Bistatique.
L'expérience consistait à transmettre grâce à l'antenne à
grand gain de la sonde un signal radio en bande S vers une cible sur la Lune.
Les signaux renvoyés par la Lune furent reçus par le réseau d'antennes à grand
gain de 70 m
(Deep Space Network ou DSN)
basé sur Terre.
Les gaz volatiles gelés comme la glace d'eau sous beaucoup plus réfléchissants aux
ondes radio en bande S que les roches lunaires. Les caractéristiques de ces ondes
radio ont alors également différentes.
Une analyse des signaux retournés lors de la 234 ème orbite de Clementine
ont montré des caractéristiques de réflexion suggérant celles de l'eau
pour les zones dans l'ombre près du pôle sud.
Les réflexions des régions qui ne sont pas en permanence dans l'ombre ne montrent
pas ces caractéristiques.
Il est possible que d'autres mécanismes de diffusion soient responsables de ce résultat,
mais l'interprétation des retours radio et le fait qu'ils soient uniquement associés
avec des zones en permanence dans l'ombre semblent indiquer que de la glace d'eau
constitue l'explication la plus probable.
Cependant des études avec le radio télescope d'Arecibo utilisant les mêmes réflexions
que Clementine ont montré des motifs de réflexions similaires dans des régions qui
ne sont pas ombragées en permanence.
Ces réflexions ont été interprétées comme résultant de surfaces brutes, et il a été
suggéré que les résultats de Clementine puissent avoir été dus à des surfaces rugueuses
plus qu'à de la glace d'eau.
Paramètres de l'Expérience Radar Bistatique
9-10 avril 1994
Transmission: Bande S 2,273 GHz (Longueur d'onde de 13,19 cm)
Polarisation: Circulaire Droite (RCP)
Puissance du signal :
6 Watts
Déviation axiale : 4,5 à 5,5 degrés (Lune à Terre)
Orbites utilisées : 234 et 235
Glace au pôle sud de la Lune
- Lunar and Planetary Institute
Ice on the Bone Dry Moon
- Paul Spudis
Liens :
Document original NSSDC/NASA "Ice on the Moon" : http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/ice/ice_moon.html
Sur ce site :
Les missions Clementine et Lunar Prospector
Autres documents consacrés à la Lune :
ListeNotre satellite naturel : La Lune
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