L'astronaute Harrison Schmitt utilise une pelle d'échantillonnage réglable pour récupérer des échantillons lunaires lors de la mission Apollo 17 en décembre 1972. Des bandes de données lunaires récemment restaurées montrent que l'activité des astronautes d'Apollo a légèrement réchauffé la surface de la Lune. Crédit :NASA.
Après huit années passées à récupérer les données lunaires perdues des missions Apollo, Les scientifiques rapportent dans une nouvelle étude qu'ils ont résolu un mystère vieux de plusieurs décennies expliquant pourquoi le sous-sol de la Lune s'est légèrement réchauffé au cours des années 1970.
Les scientifiques se sont interrogés sur la cause du réchauffement depuis peu de temps après le début des missions Apollo, lorsque les astronautes ont déployé des sondes sur la lune pour mesurer la chaleur provenant de son intérieur.
Les bandes de données perdues récupérées par les scientifiques ont comblé une lacune record au cours des années 1970 et ont aidé les chercheurs à identifier la source du réchauffement comme étant les astronautes d'Apollo eux-mêmes.
Les astronautes ont perturbé le sol de la surface de la lune en marchant et en conduisant un rover dessus. Par conséquent, la lune réfléchissait moins la lumière du soleil vers l'espace, qui a augmenté la température de la surface lunaire de 1 à 2 degrés Celsius (1,8 à 3,6 degrés Fahrenheit) où elle a été perturbée.
Les nouvelles découvertes montrent qu'il est presque impossible de déployer des astronautes ou des instruments sur la lune sans perturber son environnement de surface, des informations qui pourraient être précieuses pour de futures missions lunaires, selon les chercheurs qui ont publié une nouvelle étude détaillant les résultats dans le Journal de recherche géophysique :planètes, un journal de l'American Geophysical Union.
"Au cours du processus d'installation des instruments, vous pouvez en fait perturber l'environnement thermique de surface de l'endroit où vous souhaitez effectuer des mesures, " dit Seiichi Nagihara, un scientifique planétaire à la Texas Tech University à Lubbock, Texas et auteur principal de la nouvelle étude. "Ce genre de considération entre certainement dans la conception de la prochaine génération d'instruments qui seront un jour déployés sur la lune."
Mesurer la chaleur de la lune
À gauche :cette photographie de l'astronaute James Irwin montre le fût et le câble de la sonde de flux thermique 1 d'Apollo 15 dépassant du sol. Autour du tronc, On peut voir des empreintes de pas des astronautes. À droite :cette photographie de l'astronaute Harrison Schmidt montre le fût et le câble de la sonde Apollo 17 Probe 2 dépassant du sol. Crédit :NASA
Lors des missions Apollo 15 et 17 en 1971 et 1972, les astronautes ont déployé des sondes pour mesurer la température souterraine de la lune et ont essayé de quantifier la quantité de chaleur se déplaçant du noyau de la lune à sa surface. Les scientifiques s'attendaient à ce que ces mesures de flux de chaleur leur disent si le noyau de la lune était chaud comme celui de la Terre et combien de chaleur les roches de sa croûte et de son manteau pourraient générer.
Les sondes ont mesuré les températures à la surface de la lune et à quelques mètres dans son sous-sol de 1971 à 1977. Les données de température brutes ont été transmises au Johnson Space Center de la NASA à Houston, où il a été enregistré sur des bandes magnétiques à bobines ouvertes. Les techniciens ont ensuite remis les bandes aux scientifiques impliqués dans la mission qui ont analysé les données et les ont archivées.
Mais lorsque les expériences de flux de chaleur ont pris fin en 1977, seules les bandes de 1971 à 1974 ont été archivées au National Space Science Data Center, les archives de données de la mission scientifique spatiale de la NASA au Goddard Space Flight Center à Greenbelt, Maryland. Le reste des bandes, vraisemblablement toujours avec les scientifiques qui les ont analysés, n'ont jamais été archivés, et la plupart ont été perdus depuis.
En 2010, Nagihara et plusieurs collègues ont décidé de retrouver les données de flux de chaleur perdues de 1975 à 1977 pour répondre à certaines questions en suspens. Un mystère de longue date était de savoir pourquoi la température du sous-sol de la lune a progressivement augmenté au cours des années suivant le déploiement des sondes de flux de chaleur.
Les planétologues ont débattu de la cause de ce réchauffement inexpliqué pendant plusieurs décennies. Certains soupçonnaient que c'était dû à l'activité des astronautes, tandis que d'autres pensaient que cela pouvait être dû à des changements dans l'orbite de la lune ou à un excès de rayonnement provenant de la Terre.
Résoudre le mystère de la chaleur
Une image Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC) des environs du site d'atterrissage d'Apollo 17. Notez que la surface autour du site de déploiement de l'expérience de la surface lunaire est plus sombre que les environs. Crédit :NASA
Lorsque les chercheurs ont commencé à rechercher les données manquantes, ils ont découvert que la NASA avait créé un ensemble distinct de bandes spécialement pour l'archivage. Ils ont trouvé 440 de ces bandes d'archives, avec des données d'avril à juin 1975, ramasser de la poussière au Washington National Records Center à Suitland, Maryland, qui stocke les enregistrements de plusieurs agences fédérales américaines.
Au Lunar and Planetary Institute de Houston, les chercheurs ont récupéré des centaines de journaux hebdomadaires qui enregistraient les lectures de température des sondes de flux de chaleur de 1973 à 1977. Ces journaux ont aidé les scientifiques à reconstruire les lectures de température pour les périodes non couvertes par les bandes d'archives - de janvier à mars 1975, et de juillet 1975 à février 1976, lorsque les instruments ont commencé à atteindre la fin de leur durée de vie fonctionnelle.
Il a fallu plusieurs années aux scientifiques pour extraire les données des bandes vieilles de plusieurs décennies et plusieurs années de plus pour analyser leur contenu, y compris la récupération de documents décrivant comment chaque sonde a été calibrée et comment traiter les données enregistrées par chaque sonde.
Les bandes manquantes et les journaux de performances hebdomadaires ont donné aux chercheurs suffisamment de nouvelles informations pour déterminer une cause probable du mystérieux réchauffement. Les sondes plus proches de la surface ont vu un saut de température plus important et l'ont vu plus tôt que les sondes plus en profondeur, suggérant que la chaleur est partie de la surface et s'est déplacée vers le bas.
Les chercheurs ont également jumelé les nouvelles données avec des images de la surface de la lune du Lunar Reconnaissance Orbiter. Les images montrent que l'activité des astronautes a perturbé l'environnement de surface sur leurs sites d'atterrissage, qui assombrit le sol lunaire dans ces régions. Un sol plus foncé absorbe plus de lumière du soleil, ce qui le rend plus chaud, et les chercheurs soupçonnent que c'est ce qui a causé le réchauffement.
"Il ne faut pas beaucoup de perturbations pour obtenir ce réchauffement très subtil à la surface, " a déclaré Nagihara. " Donc, l'analyse des données historiques ainsi que les nouvelles images de la lune nous ont vraiment aidés à caractériser comment la surface s'est réchauffée. "
Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de AGU Blogs (http://blogs.agu.org), une communauté de blogs sur les sciences de la Terre et de l'espace, hébergé par l'American Geophysical Union. Lisez l'histoire originale ici.
