L'emplacement du site d'atterrissage de Chang'e-5 (43,06°N, 51,92°W) et les régions adjacentes de la Lune, ainsi que des cratères d'impact qui ont été examinés comme sources possibles de fragments exotiques parmi les matériaux lunaires récemment rendus. Crédit :Qian et al. 2021
Le 16 décembre 2020 la mission Chang'e-5, La première mission de retour d'échantillons de la Chine sur la Lune, livré avec succès sur Terre près de deux kilogrammes de fragments rocheux et de poussière de notre compagnon céleste. Chang'e-5 a atterri sur une zone de la Lune non échantillonnée par les missions Apollo de la NASA ou Luna soviétique il y a près de 50 ans, et récupéré des fragments des plus jeunes roches lunaires jamais ramenées pour analyse dans des laboratoires sur Terre. Résultats à un stade précoce, qui utilisent la cartographie géologique pour relier des fragments « exotiques » dans les échantillons collectés à des caractéristiques proches du site d'atterrissage, ont été présentés par M. Yuqi Qian, un doctorat étudiant à l'Université des géosciences de Chine, lors de la réunion virtuelle de l'Europlanet Science Congress (EPSC) 2021.
Le site d'alunissage de Chang'e-5 est situé à l'extrémité ouest de la face visible de la Lune dans le nord de l'Oceanus Procellarum. C'est l'une des zones géologiques les plus jeunes de la Lune avec un âge d'environ deux milliards d'années. Les matériaux grattés de la surface comprennent un sol meuble qui résulte de la fragmentation et de la pulvérisation de roches lunaires sur des milliards d'années en raison d'impacts de différentes tailles.
L'étude présentée par Qian suggère que quatre-vingt-dix pour cent des matériaux collectés par Chang'e-5 proviennent probablement du site d'atterrissage et de ses environs immédiats, qui sont d'un type appelé 'basaltes de jument'. Ces roches volcaniques sont visibles pour nous sous forme de zones grises plus foncées qui se sont répandues sur une grande partie de la face visible de la Lune sous forme d'anciennes éruptions de lave. Pourtant, dix pour cent des fragments ont nettement différents, compositions chimiques « exotiques », et peut conserver des enregistrements d'autres parties de la surface lunaire ainsi que des indices sur les types de roches spatiales qui ont impacté la surface de la Lune.
Qian et ses collègues de l'Université Brown et de l'Université de Münster ont examiné les sources potentielles de billes de matériau vitreux rapidement refroidi. Ils ont retracé ces gouttelettes vitreuses jusqu'à des évents volcaniques maintenant éteints connus sous le nom de «Rima Mairan» et «Rima Sharp» situés à environ 230 et 160 kilomètres au sud-est et au nord-est du site d'atterrissage de Chang'e-5. Ces fragments pourraient donner un aperçu des épisodes passés d'énergie, activité volcanique semblable à une fontaine sur la Lune.
Zoom sur l'emplacement du site d'atterrissage de Chang'e-5 tout en montrant les cratères d'impact à proximité qui ont été examinés comme sources possibles de fragments exotiques parmi les matériaux lunaires récemment rendus. Crédit :Qian et al. 2021
Schéma de principe de l'atterrisseur lunaire de la mission Chang'e-5. Crédit :CNSA (China National Space Administration) / CLEP (China Lunar Exploration Program) / GRAS (Ground Research Application System).
Image panoramique prise après échantillonnage de la surface lunaire par Chang'e-5. Les quatre tranchées sombres dans le coin inférieur droit de cette image sont l'endroit où les échantillons ont été prélevés. D'abondants rochers centimétriques existent à la surface autour du site d'atterrissage de Chang'e-5. Crédit :CNSA (China National Space Administration) / CLEP (China Lunar Exploration Program) / GRAS (Ground Research Application System).
Image de l'échantillon Chang'e-5 "CE5C0400" de la surface de la Lune. Cette fraction de matériaux lunaires renvoyés sur Terre par Chang'e-5 pèse près de 35 grammes et a été collectée par un bras robotique. Crédit :CNSA (China National Space Administration) / CLEP (China Lunar Exploration Program) / GRAS (Ground Research Application System).
L'équipe a également examiné les sources potentielles de fragments liés à l'impact. Le jeune âge géologique des roches du site d'atterrissage restreint la recherche, car seuls les cratères âgés de moins de 2 milliards d'années peuvent en être responsables, et ceux-ci sont relativement rares du côté de la Lune qui fait face à la Terre. L'équipe a modélisé les contributions potentielles de cratères spécifiques au sud et au sud-est (Aristarque, Kepler, et Copernic), nord-ouest (Harding), et au nord-est (Harpalus). Les découvertes de Qian montrent que Harpalus est un contributeur important de nombreux fragments exotiques parmi l'échantillon de Chang'e-5, et ces morceaux de roche pourraient offrir un moyen de répondre à l'incertitude persistante concernant l'âge de ce cratère. Certains fragments peuvent avoir été jetés dans la zone d'atterrissage de Chang'e-5 depuis près de 1, 300 kilomètres plus loin.
La modélisation et la revue des travaux d'autres équipes ont lié d'autres roches exotiques à des dômes riches en silice ou à des terranes d'altitude, montagnes de roche pâle qui entourent le site d'atterrissage.
"Tous les matériaux locaux et exotiques parmi les échantillons retournés de Chang'e-5 peuvent être utilisés pour répondre à un certain nombre de questions scientifiques supplémentaires, ", a déclaré Qian. "En abordant ces questions, nous approfondirons notre compréhension de l'histoire de la Lune et nous aiderons à nous préparer à une exploration plus poussée de la Lune."
