Les astronautes américains en 2024 feront leurs premiers pas près du pôle sud de la Lune :le pays de l'extrême lumière, ténèbres extrêmes, et de l'eau gelée qui pourrait alimenter la base lunaire Artemis de la NASA et le saut de l'agence dans l'espace lointain.

Des scientifiques et des ingénieurs aident la NASA à déterminer l'emplacement précis du concept du camp de base Artemis. Parmi les nombreuses choses que la NASA doit prendre en compte dans le choix d'un emplacement spécifique, il y a deux caractéristiques clés :et il doit offrir un accès facile aux zones d'obscurité totale qui retiennent la glace d'eau.

Alors que la région du pôle sud compte de nombreuses zones bien éclairées, certaines parties voient plus ou moins de lumière que d'autres. Les scientifiques ont découvert qu'à certaines altitudes plus élevées, comme sur les bords des cratères, les astronautes verraient des périodes de lumière plus longues. Mais le fond de certains cratères profonds est enveloppé d'une obscurité quasi constante, puisque la lumière du soleil au pôle sud frappe à un angle si bas qu'elle ne fait qu'effleurer leurs jantes.

Ces conditions d'éclairage uniques sont liées à l'inclinaison de la lune et à la topographie de la région du pôle sud. Contrairement à l'inclinaison de la Terre à 23,5 degrés, la lune n'est inclinée que de 1,5 degrés sur son axe. Par conséquent, aucun des hémisphères de la lune ne s'incline sensiblement vers ou loin du soleil tout au long de l'année comme sur Terre, un phénomène qui nous donne des saisons plus ensoleillées et plus sombres ici. Cela signifie également que la hauteur du soleil dans le ciel aux pôles lunaires ne change pas beaucoup pendant la journée. Si une personne se tenait au sommet d'une colline près du pôle sud lunaire pendant les heures de clarté, à tout moment de l'année, ils verraient le soleil se déplacer à l'horizon, effleurant la surface comme une lampe de poche posée sur une table.

"C'est un terrain tellement dramatique là-bas, " a déclaré W. Brent Garry, géologue au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. Garry travaille avec des ingénieurs sur une visite en réalité virtuelle du pôle sud de la lune pour aider à immerger les astronautes, scientifiques, et les planificateurs de mission dans l'environnement exotique de cette région alors qu'ils se préparent pour un retour humain sur la lune.

Alors qu'un camping de base nécessitera beaucoup de lumière, il est également important que les astronautes puissent effectuer de courts trajets dans des cratères sombres en permanence. Les scientifiques s'attendent à ce que ces cratères ombragés abritent des réservoirs d'eau gelée que les explorateurs pourraient utiliser pour soutenir la vie. "Une idée est d'installer le camp dans une zone illuminée et de traverser ces cratères, qui sont exceptionnellement froids, " a déclaré le planétologue Goddard de la NASA Daniel P. Moriarty, qui est impliqué dans l'équipe d'analyse et de planification du site du pôle sud de la NASA. Les températures dans certains des cratères les plus froids peuvent descendre jusqu'à environ -391 degrés Fahrenheit (-235 degrés Celsius).

Les plans initiaux incluent l'atterrissage d'un vaisseau spatial sur une partie relativement plate d'un bord de cratère bien éclairé ou d'une crête. "Vous voulez atterrir dans la zone la plus plate possible, puisque vous ne voulez pas que le véhicule d'atterrissage se renverse, ", a déclaré Moriarty.

L'aire d'atterrissage, idéalement, doit être séparé des autres éléments du camp de base, tels que l'habitat ou les panneaux solaires, d'au moins 800 mètres, ou 1 kilomètre. Il devrait également être situé à une altitude différente pour empêcher les engins spatiaux en descente de pulvériser des débris à grande vitesse sur des équipements ou des zones d'intérêt scientifique. Certains scientifiques ont estimé que lorsqu'un vaisseau spatial propulse ses moteurs pour un atterrissage en douceur, il pourrait potentiellement pulvériser des centaines de livres, ou kilogrammes, de particules de surface, l'eau, et d'autres gaz sur quelques kilomètres, ou plusieurs kilomètres.

"Vous voulez profiter des reliefs, comme les collines, qui peuvent agir comme des barrières pour minimiser l'impact de la contamination, " dit Ruthan Lewis, un ingénieur biomécanique et industriel, architecte, et un chef de file de l'équipe d'analyse et de planification du site du pôle sud de la NASA. "Donc, nous regardons les distances, élévations, et des pentes dans notre planification."

A la lune, il est essentiel de garder la zone autour du site d'atterrissage et du camp de base aussi vierge que possible pour les scientifiques. Par exemple, parmi les nombreuses caractéristiques intéressantes de la région du pôle sud est son emplacement juste entre le côté de la lune faisant face à la Terre, ou le côté proche, et le côté que nous ne voyons jamais de la Terre, connu comme la face cachée.

Ces deux hémisphères sont géologiquement très différents, avec le côté éloigné plus fortement cratérisé et sa croûte plus épaisse que sur le côté proche. Les scientifiques ne savent pas pourquoi les deux côtés se sont formés de cette façon.

Le camp de base d'Artemis doit être du côté de la Terre pour permettre aux ingénieurs d'utiliser plus facilement les ondes radio pour communiquer avec les astronautes travaillant sur la lune. Mais les scientifiques s'attendent à ce que sur des milliards d'années, des impacts de météorites sur la surface de la lune, rochers, et la poussière de chaque hémisphère a été soulevée et éparpillée autour de l'autre, il est donc possible que les astronautes puissent collecter des échantillons du côté éloigné de leur camp de base du côté proche.