Décrocher la Lune, pour quoi faire ?

Ladee (acronyme pour "The Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer", lien en anglais), une nouvelle sonde lunaire, doit s'élancer le 7 septembre entre 3h27 et 3h31, temps universel. de la base de lancement Wallops Flight Facility, sur la côte est des Etats-Unis. Son objectif : se placer en orbite autour de la Lune, y passer une bonne centaine de jours à 50 kilomètres du sol, puis s'écraser. Entretemps, elle permettra de tester de nouvelles techniques, et collectera des informations sur l'atmosphère lunaire. Ou plutôt, l'exosphère lunaire. "C'est un terme technique pour une atmosphère qui n'est pas stable, explique Francis Rocard, responsable des programmes d'exploration du système solaire au CNES. Elle est dynamique : le Soleil chauffe la surface et provoque des dégagements de gaz, composés de molécules, d'atomes et d'ions, qui se retrouvent en transit au voisinage de la surface. Et soit ils se réimplantent dans la surface lunaire, soit ils s'échappent, ce qui crée un équilibre dynamique." Cette exosphère est très fine, et négligeable comparée à l'atmosphère de la Terre, Mars ou Vénus. 

 

En gros, étudier les gaz qui s'échappent dans l'exosphère lunaire revient à analyser le sol d'où s'échappent leurs composants. Cette mission permettra non seulement de comprendre la Lune, mais aussi d'autres astres comme Mercure ou les lunes de Jupiter, selon les scientifiques de la Nasa. Sarah Noble, une des membres du programme, exposait à CBS News le 2 septembre 2013 (lien en anglais) : "Des lunes, planètes et quelques grands astéroïdes possèdent cette sorte d'atmosphère, ce qui en fait la plus commune du système solaire." 

Une exploration faite à l'envers

 

Mais pourquoi s'intéresser à l'exosphère lunaire et à sa composition, plus de quarante ans après avoir foulé le sol de notre satellite ? Francis Rocard répond : "C'est la planète, entre guillemets car ce n'en est pas une, qui a été étudiée à l'envers. On a mis la charrue avant les boeufs pour des raisons politiques : on a envoyé des hommes et rapporté des échantillons dans les années 1970 alors qu'on n'avait même pas effectué ce que l'on fait dans une logique cohérente. C'est-à-dire une cartographie globale et des analyses in situ." La première cartographie générale de la Lune a été effectuée à partir de 1994, par la mission américaine Clementine. Il s'en est même fallu de peu pour que les premiers pas de Neil Armtrong et Buzz Aldrin déçoivent : "A partir du moment où ils étaient sur la Lune et qu'ils y restaient, dans le cas d'Apollo, il fallait bien leur trouver une activité, relate le responsable du CNES. Ramener des échantillons, c'était l'activité centrale. Tant mieux ! Ils n'auraient pas fait ça, Apollo aurait été purement politique et finalement d'un intérêt scientifique nul."

 

Mais qu'on ne s'y trompe pas. Malgré Apollo, Ladee et LRO (lien en anglais), une autre mission actuellement en cours, les Etats-Unis n'ont pas l'exclusivité de la Lune. L'Union soviétique a également réussi des alunissages de robots. Et en ce moment, ce sont aussi des pays émergents, la Chine et l'Inde, qui cherchent à conduire leurs propres programmes spatiaux. 

 

"C'est un moyen simple et progressif pour ces nations émergentes qui débarquent dans le spatial, pour commencer à se confronter à ce que j'appelle l'espace lointain et le système solaire, commente Francis Rocard. C'est-à-dire envoyer une sonde qui va quitter la gravité terrestre." Avec à la clé des difficultés de navigation, de communication : "La Lune est un bon moyen d'essai pour se confronter à ce type de problématique. Ensuite, la Chine ou l'Inde pourront s'intéresser à des planètes encore plus lointaines comme Mars ou Vénus."

 

L'astronaute Patrick Baudry, de son côté, regrette le peu d'intérêt apparent porté à la Lune ces derniers temps : "Depuis quelques années, on essaye de faire croire aux gens qu'il n'y a pas d'intérêt à aller sur la Lune, on n'en parle plus. A côté de ça, on envoie un robot, certes objet technologique remarquable, qui fait un mètre par mois sur Mars, avec force publicité. En revanche, la Lune offre de multiples intérêts bien là, bien concrets. De plus, elle est une partie de la Terre. Ce n'est pas une autre planète mais un satellite qui n'est pas loin, à 400 000 kilomètres."

Energie lunaire

 

Pour lui, ce ne sont pas les missions type Ladee, envoyées pour étudier la Lune, qui sont les plus passionnantes et essentielles. Mais plutôt les possibilités technologiques que peut offrir notre satellite, notamment dans le domaine énergétique. Le régolithe, une couche de poussière qui recouvre le sol lunaire sur plusieurs mètres d'épaisseur, est riche en Helium-3, une molécule quasi inexistante sur Terre. Il y en aurait 100 000 tonnes, selon une étude chinoise menée en 2009. "Par fission, l'Helium-3 donnera de l'énergie, décrit Patrick Baudry. Et l'intérêt, c'est qu'elle produira un déchet non radioactif. Avec à peu près une tonne et demie ou deux tonnes d'Helium-3, on pourra produire l'énergie qu'on consomme sur Terre en un an. Et il y a des centaines de milliers de tonnes d'Helium-3 dans le régolithe lunaire. Donc aller sur la Lune, s'y installer, extraire l'Helium-3, le raffiner et ensuite le renvoyer sur Terre, ça c'est un intérêt industriel, économique et stratégique. Donc fondamental." 

 

C'est la sonde Chang'e 1, envoyée graviter autour de la Lune en 2007, qui a fourni les données nécessaires à l'estimation des réserves d'Helium-3. En septembre 2008, le père de ce programme spatial, Ouyang Ziyuan, affirmait que les besoins énergétiques de la Chine pourraient, dans le futur, être comblés par l'exploitation de l'Helium-3 et de l'énergie solaire puisés sur la Lune. "Les Chinois ont un objectif très clair, martèle Patrick Baudry. Celui de s'installer sur la Lune. Alors ils y vont tranquillement. Et je pense que, lorsqu'ils seront prêts à aller sur la Lune, les Américains lanceront un programme. C'est à ce moment-là qu'on verra l'exploitation lunaire qui aurait pu être faite déjà il y a fort longtemps. En attendant, on va nous amuser avec des missions qui coûtent fort cher, qui sont très brillantes et intéressantes, mais qui n'offrent pas un intérêt réel."

Observatoire

 

La Chine l'a fait savoir fin août, elle lancera une nouvelle sonde, Chang'e 3, dans peu de temps. "A la fin de cette année", selon l'annonce faite par l'administration d'Etat pour la science, la technologie et l'industrie. Pour la première fois, cette mission chinoise est destinée à se poser sur la Lune, en faisant alunir un rover. Avec, entre autres objectifs, le transport d'un téléscope à ultra-violet, pour observer l'espace depuis la Lune. 

 

Si elle est réalisée sur la face cachée de la Lune, jamais visible depuis la Terre, une telle installation aurait un double intérêt : bénéficier d'une exosphère si fine qu'elle en devient négligeable pour les observations, par rapport à notre atmosphère dense et chargée en nuages. Et par ailleurs, une protection idéale des radiations parasites de la Terre et du Soleil. "En s'installant sur la face cachée de la Lune, on aura un observatoire de l'univers bien plus efficace que Hubble, estime Patrick Baudry. Ce sera un pas très important dans une science qui est fondamentale, à savoir l'astronomie, celle de la meilleure compréhension de l'univers par l'être humain qui vit sur cette planète particulière qu'est la Terre."

S'il trouve les mêmes avantages à la mise en place d'un observatoire lunaire, Francis Rocard rappelle cependant que l'Europe a déjà planché sur un tel projet, avant de l'abandonner, tout du moins dans les domaines autres que celui de l'observation des ondes radio. Là aussi, deux raisons s'imposent : "La moitié du temps, vous êtes de jour, donc au Soleil. Ce qui ne vous permet pas d'observer. Et quand vous êtes de nuit, vos ne pouvez observer que là où la surface de la Lune vous oriente, sous-entendu vous n'avez pas du tout la totalité du ciel disponible. Vous en avez moins de la moitié, à l'inverse d'un satellite en orbite qui, lui, peut se tourner. Hormis le fait qu'il ne doit pas regarder le Soleil, il a, disons, plus des trois-quarts du ciel disponible." Par ailleurs, "les effets thermiques entre le jour et la nuit sont extrêmement contraignants, juge le scientifique. Sur la Lune, la différence entre le jour et la nuit frôle les 400 degrés, c'est un cauchemar pour les techniciens qui fabriquent un télescope. Dernier point, lorsque des hommes, ou même des robots vont l'installer, eh bien dès que vous soulevez le régolithe, il se charge électriquement et reste en suspension pendant très longtemps."