La prochaine vague de robots à voler vers Mars en 2020 pourrait offrir aux scientifiques une compréhension sans précédent de la planète voisine la plus proche de la Terre. Mais il y a encore des mystères à résoudre beaucoup plus près de chez nous, sur la propre lune de la Terre.

La semaine dernière à la réunion d'automne de l'AGU à San Francisco, les scientifiques planétaires ont présenté de nouvelles informations sur les produits chimiques piégés dans les cratères sombres de la lune et les conditions nécessaires à leur collecte là-bas. La recherche pourrait aider les scientifiques à comprendre si ces produits chimiques pourraient être une ressource potentielle pour de futures missions sur la Lune, selon les chercheurs.

La Terre s'incline autour de son axe lorsqu'elle se déplace autour du Soleil. Cela signifie qu'à un moment donné, l'un des pôles de la Terre est plus proche du Soleil que l'autre (cela explique pourquoi les Américains vont à la plage, tandis que les Australiens se superposent). Mais la lune de la Terre ne s'incline pas comme ça. Au lieu, il y a des cratères près des pôles de la lune qui ne reçoivent jamais la lumière du soleil. Englouti en permanence dans une obscurité glaciale, ces cratères sont appelés à juste titre pièges froids.

Les cratères de la Lune sont les cicatrices des comètes qui s'y écrasent depuis des milliards d'années. Ces comètes sont constituées de composés comme la vapeur d'eau, gaz carbonique, et le méthane. Sans la protection d'une atmosphère semblable à la Terre, la plupart de ces produits chimiques se décomposent au soleil et s'échappent dans l'espace. Mais si ces produits chimiques, connus sous le nom de volatiles, pour leurs points d'ébullition bas - finissent dans les pièges froids de la lune, ils peuvent rester gelés pendant des milliards d'années.

« Comprendre l'inventaire des volatiles et ces pièges à froid est vraiment bon pour être une ressource potentielle, " a déclaré Dana Hurley, un planétologue de l'Université Johns Hopkins qui a présenté les travaux. Si les humains s'installent un jour sur la lune, ils pourraient utiliser l'eau pour la consommation et le méthane pour le carburant. Dans une nouvelle étude, Haley et ses collègues ont étudié les conditions nécessaires à la collecte de substances volatiles dans les pièges froids de la lune.

L'identification des substances volatiles dans les pièges à froid est difficile car elles sont entourées d'obscurité. Depuis plus d'une décennie, L'orbiteur de reconnaissance lunaire de la NASA, ou LRO, a mesuré la faible lumière UV qui émane des étoiles et de l'hydrogène dans l'espace et se reflète sur les pièges froids de la lune. En 2019, les scientifiques ont examiné les données de réflexion d'un cratère nommé Faustini. Ils ont trouvé un changement brusque de réflexion qui correspondait à la glace, mais aussi celui qui, selon eux, pourrait indiquer la présence de dioxyde de carbone.

Pour comprendre la probabilité que le volatil inconnu soit le dioxyde de carbone, Haley a décidé d'explorer la quantité de dioxyde de carbone nécessaire pour qu'il se retrouve dans un piège froid en premier lieu. "Pour chaque molécule de dioxyde de carbone que vous libérez quelque part sur la lune, quel pourcentage de ceux-ci se rendent dans les pièges du tribunal et y restent ?", a expliqué Hurley.

En utilisant les données du LRO de la NASA sur les tailles et les températures des pièges à froid, Haley a élaboré une analyse probabiliste appelée simulation de Monte Carlo pour déterminer la quantité de dioxyde de carbone qui parviendrait à un piège froid. "Je libère des particules, puis les suivre sur des trajectoires, " dit Hurley. Elle a pris en compte la probabilité que les molécules soient décomposées par la lumière du soleil avant d'atteindre un piège froid.

Le modèle de Haley a prédit que de tout le dioxyde de carbone libéré sur la lune, de 15 à 20 pour cent finiraient dans un piège à froid. C'était plus élevé que les prévisions précédentes et un résultat assez surprenant pour Hurley, compte tenu des surfaces relativement petites des pièges à froid.

"Savoir juste exactement à quel point la zone était petite où il faisait si froid, c'est vraiment intéressant de pouvoir y faire livrer autant de dioxyde de carbone, " elle a dit.

Prochain, Hurley prévoit de mener une analyse similaire pour le méthane et le monoxyde de carbone. Plus d'informations sur les volatiles pourraient guider les scientifiques dans leur étude des pièges froids et conduire à une meilleure compréhension de notre compagnon céleste.

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.