L'empreinte d'un astronaute dans le régolithe lunaire, la couche de terre grise fine qui recouvre la surface de la lune. Nasa Lors des missions Apollo 15 et Apollo 17 sur la Lune en 1971 et 1972, les astronautes ont percé des trous dans la surface lunaire et y ont placé des sondes, dans le but de mesurer la température souterraine de la lune et de quantifier la quantité de chaleur qui se déplace du noyau lunaire à la surface. Mais après ils l'ont fait, des scientifiques de retour sur Terre ont remarqué un phénomène étrange. Le régolithe lunaire, c'est-à-dire la couche de sol et de fragments de roche recouvrant la surface - a commencé à augmenter en température et a continué à le faire pendant plusieurs années par la suite. Personne ne savait pourquoi, bien que certains scientifiques aient pensé que cela pourrait avoir été causé par une sorte de phénomène naturel, tandis que d'autres soupçonnaient les astronautes eux-mêmes de l'avoir déclenché.
Il semble maintenant que les astronautes en soient effectivement responsables. Dans un article publié le 25 avril, 2018 dans le Journal of Geophysical Research, un journal de l'American Geophysical Union (AGU), les chercheurs utilisent des données glanées sur des bandes de la NASA perdues depuis longtemps, photos prises par les astronautes, des images d'un orbiteur lunaire et d'autres enregistrements pour démontrer que l'augmentation de la température de la surface lunaire autour des sondes de 1 à 2 degrés Celsius - 1,8 à 3,6 degrés Fahrenheit - a probablement été causée par l'activité humaine.
Comme l'a expliqué ce billet de blog de l'écrivain scientifique de l'AGU, Lauren Lipuma, en se promenant et en conduisant un rover, les astronautes ont apparemment perturbé le régolithe, le faisant devenir plus sombre. Cette, à son tour, fait que la surface lunaire dans ces zones réfléchit moins de rayonnement solaire dans l'espace, et plutôt l'absorber, chauffer la surface.
Afin d'apporter des preuves à l'appui de ce scénario, les scientifiques devaient faire des années de travail de détective scientifique. Auteur principal Seiichi Nagihara, professeur agrégé de géophysique à la Texas Tech University, et ses collègues ont passé des années à rechercher des bandes de données perdues depuis longtemps qui avaient été transmises par les instruments laissés sur la lune.
Comme l'explique Nagihara dans un e-mail, les données publiées de l'expérience de flux de chaleur Apollo, qui a montré une augmentation de la température de surface, ne couvrait que la période de 1971 à 1974. Mais Nagihara savait que l'expérience avait en fait duré jusqu'en septembre 1977. « Je voulais savoir si ce réchauffement se prolongeait jusqu'à la fin, " il écrit.
Mais les bandes qui contenaient ces informations manquaient. "Quand nous avons commencé, nous ne savions pas si ces bandes existaient encore, " dit Nagihara. " Nous avons passé quelques années à interviewer des personnes impliquées dans le programme Apollo et à parcourir les notes de service et les rapports de cette période. "
Comme le détaille le billet de blog de Lipuma, les chercheurs ont finalement découvert que la NASA avait créé un ensemble séparé de bandes, spécifiquement pour l'archivage. Finalement, ils ont localisé 440 des bandes, couvrant une période d'avril à juin 1975, ramasser la poussière au Washington National Records Center à Suitland, Maryland, une partie des Archives nationales qui stocke les documents de diverses agences fédérales.
Mais ce n'était que le début des travaux. "La dégradation de ces bandes était un problème sérieux, " explique Nagihara. " Nous avons travaillé avec des entreprises qui ont une expertise dans la récupération de données à partir d'anciennes bandes magnétiques dégradées. Un autre défi majeur était de traiter les données récupérées à partir de ces bandes. Ces bandes enregistraient des mesures électroniques (p. lectures de tension de divers capteurs) sorties des divers instruments laissés sur la lune. Donc, nous avons dû les séparer dans les ensembles de données pour les instruments individuels, puis les traiter en nombres scientifiquement significatifs tels que les températures. De nouveau, nous avons parcouru de nombreux mémos et rapports pour déterminer ces étapes de traitement. Cela a pris encore plusieurs années."
Les chercheurs ont combiné les données des bandes avec les informations de centaines de journaux hebdomadaires du Lunar and Planetary Institute de Houston. Cela leur a permis de reconstruire les lectures de température pour les lacunes dans les bandes de janvier à mars 1975 et de juillet 1975 à février 1976, le point auquel les sondes étaient proches de la fin de leur cycle de vie, selon le blog de Lipuma.
Lorsque les chercheurs ont analysé les données, ils ont découvert que les sondes les plus proches de la surface montraient une augmentation de la température plus rapide et plus élevée que les sondes enfouies plus profondément. Cela indiquait que la chaleur commençait en fait à la surface, plutôt qu'en dessous.
Lorsque les scientifiques ont regardé les photos des sites d'atterrissage prises par le Lunar Reconnaissance Orbiter, ils ont vu que le sol autour des sites où les astronautes ont implanté les sondes était plus sombre que les zones environnantes non perturbées, ce qui réduirait la quantité de rayonnement solaire réfléchie dans l'espace. Les photographies prises par les astronautes pendant les missions montrent également des empreintes de pas et d'autres changements que leur présence a apportés à la surface.
Walter Kiefer, un scientifique du Lunar and Planetary Institute et l'un des co-auteurs de Nagihara, explique dans un e-mail que l'effet de chauffage « était assez localisé. Il ne se produisait que là où les activités des astronautes étaient concentrées, en particulier le long de leurs traces de pas (ou traces de rover), et où ils ont effectué un travail intensif de collecte d'échantillons et de déploiement d'expériences. La zone la plus touchée était probablement la zone de déploiement de l'expérience, qui mesurait 20 à 30 mètres (66 à 98 pieds) de diamètre et a beaucoup travaillé. Le régolithe (sol) était noirci à ces endroits, et le chauffage se propagerait lentement vers le bas au fil du temps.
"Toutefois, les zones latérales non piétonnes seraient plus fraîches et pourraient aider à minimiser la propagation de la chaleur vers le bas. Pour cette raison, Je m'attends à ce que l'effet global ne s'étende pas très profondément, mais nous n'avons pas calculé cela en détail."
Dans le journal, les chercheurs notent que les futures mesures de flux de chaleur sur la lune devraient prendre en compte l'effet du déploiement des sondes. Mais sinon, l'effet de réchauffement n'était pas si significatif une altération de l'environnement lunaire. Kiefer dit que l'activité des astronautes autour d'une future base lunaire pourrait avoir le même effet, mais que l'augmentation de température serait légère et ne pénétrerait probablement pas très loin.
Comme l'explique Nagihara, les bandes récupérées contiennent des données de tous les instruments que les astronautes d'Apollo ont déployés sur la lune, et il y a plus à apprendre d'eux. "Je n'ai utilisé que les données des expériences de flux de chaleur, " écrit-il. " Les bandes contiennent des données provenant de nombreuses autres expériences. Nous traitons également les données de ces autres expériences, les archiver avec les référentiels de données de la NASA, et les mettre à la disposition d'autres chercheurs planétaires. Par exemple, en analysant les données de ces bandes, l'un de mes collègues a découvert qu'il y avait eu plus de tremblements de lune qu'on ne l'avait signalé auparavant."
Maintenant c'est intéressantJosué Bandfield, chercheur principal au Space Science Institute de Boulder, Colo. qui n'a pas participé à l'étude, dit dans un e-mail que l'effet de réchauffement serait probablement moindre lors d'une future mission sur Mars. « Les surfaces martiennes sont généralement sablonneuses ou poussiéreuses et les surfaces poussiéreuses en particulier pourraient être compactées, modifiant probablement leur réflectivité et leur conductivité thermique, " écrit-il. " Cependant, ces surfaces ne sont pas aussi délicatement structurées et isolantes que les sols lunaires et tout changement est susceptible d'être plus petit que les effets sur la surface lunaire."
