La poussière lunaire se comporte très différemment de la poussière terrestre. Sur Terre, la pluie se combine à la poussière pour créer de la boue. Sur la Lune, il n’y a ni pluie ni vent, et les grains de poussière, au lieu de se coller les uns aux autres, se repoussent. Les grains de poussière rebondissent autour du paysage lunaire à chaque impact de matière rocheuse, descendant lentement dans les cratères et les vallées et les remplissant progressivement.
Les scientifiques l’ont déjà compris, mais une nouvelle analyse des données de l’ère Apollo publiée le 18 mai 2022 dans Geophysical Research Letters révèle à quelle vitesse le processus se produit.
"Nous ne savions pas si une accumulation significative de poussière dans les cratères prendrait des dizaines de milliers d'années ou seulement mille ou deux", a déclaré l'auteur principal Benjamin Weiss, chercheur scientifique au MIT. "Et maintenant nous savons que c'est plus proche de ce dernier."
Les résultats suggèrent que la poussière lunaire pourrait être une ressource abondante pour les futurs explorateurs lunaires, qui pourraient potentiellement la récupérer et l’utiliser pour créer des briques, des routes et même des structures imprimées en 3D sur la Lune. Cela pourrait permettre d'économiser du temps et de l'argent pour les missions lunaires, car de nombreux matériaux utilisés dans la construction des colonies lunaires n'auront peut-être plus besoin d'être transportés depuis la Terre.
La découverte de dernière minute d'Apollon
Lorsque les astronautes d'Apollo 11 ont atterri sur la Lune en juillet 1969, ils ont rencontré un sol lunaire à grains très fins – une poussière – au lieu de la roche solide à laquelle ils s'attendaient. Les scientifiques ne savaient pas si le sol lisse et poussiéreux était unique au site d'atterrissage d'Apollo 11 ou s'il recouvrait une grande partie de la Lune. Les missions Apollo ultérieures ont rapidement révélé que la poussière recouvrait toute la surface lunaire.
Le commandant d'Apollo 15, David Scott, se tient sur la Lune le 31 juillet 1971, lors de la toute première utilisation du rover lunaire. La poussière recouvrait la surface lunaire mais ne collait pas bien aux bottes de l'astronaute ou au rover lunaire. [Plus]
La poussière recouvrait la surface lunaire mais ne collait pas bien aux bottes de l’astronaute ou au rover lunaire.
Cette poussière collait aussi à tout. Les astronautes l’ont trouvé accroché à leurs combinaisons et à leur équipement, et Jim Irwin, pilote du module lunaire d’Apollo 15, l’a décrit de manière mémorable comme sentant « la poudre à canon usée ».
Les astronautes qui ont déployé des expériences scientifiques ont également remarqué des choses étranges. L'équipe d'Apollo 15 a installé un grand réflecteur rectangulaire comme expérience de télémétrie laser, puis est partie à bord du rover lunaire pour installer d'autres instruments. Lorsqu'ils sont revenus quelques heures plus tard devant le rétroréflecteur, ils ont remarqué une fine couche de poussière dessus.
De même, les astronautes d’Apollo 12 et d’Apollo 14 ont installé des capteurs d’énergie solaire à titre expérimental. À l’époque, le vent solaire était mal compris et les scientifiques savaient qu’il contenait de l’hélium et de l’hydrogène. Les collecteurs étaient constitués d’une fine feuille d’aluminium, avec 200 minuscules piqûres de 1 millimètre espacées uniformément. On pensait que les micrométéorites présentes sur la Lune finiraient par combler certaines fosses, ce qui permettrait aux scientifiques de déduire la rapidité avec laquelle cela se produirait.
"Ce à quoi ils ne s'attendaient pas, c'est que les fosses commenceraient à se remplir de poussière lunaire", a déclaré Weiss. "Personne ne se rendait compte que la poussière lunaire s'accumulait si rapidement."
'Comme la neige qui tombe sur une voiture'
Des années après les missions Apollo, Weiss fouillait dans d'anciennes données lunaires lorsqu'il tomba sur les photographies et les schémas techniques du collecteur de vent solaire placé sur la Lune lors de la mission Apollo 14. Il s’est vite rendu compte que l’expérience était une capsule temporelle unique capable de fournir des informations sur la rapidité avec laquelle la poussière s’accumulait sur la surface lunaire.
"C'est comme si la neige tombait sur une voiture", a déclaré Weiss. "Vous entrez dans le magasin et lorsque vous ressortez un peu plus tard, la neige s'est encore accumulée sur la voiture."
Les schémas techniques d'Apollo 14 et les photographies des capteurs de vent solaire d'Apollo 12 ont donné à Weiss les dimensions et les angles exacts pour calculer le nombre de fosses couvertes de poussière en fonction des ombres des photographies. En utilisant le décompte des cratères sur des images lunaires haute résolution pour estimer l'âge des différents sites d'atterrissage d'Apollo, Weiss a calculé que la poussière s'accumulait de l'ordre de plusieurs centimètres tous les millions d'années.
Cette accumulation étant si inattendue, d’autres explications potentielles ont été explorées et exclues. Par exemple, la poussière lunaire à la surface des capteurs de vent solaire n’est probablement pas transportée ou déposée de loin par un impact ou une explosion importante qui soulève la poussière sur de grandes distances – car la répartition de la poussière semblerait différente aux limites des expériences. La poussière lunaire n'est pas non plus redistribuée autour de la Lune par les forces électrostatiques associées à la charge due au rayonnement solaire.
L’équipe a ensuite utilisé la modélisation informatique pour simuler la manière dont les particules de poussière pourraient être redistribuées lors de petits impacts lunaires. Les simulations concordent avec le taux d’accumulation de poussière observé, suggérant que de petits impacts en sont probablement la cause.
Maintenant que le taux d’accumulation de poussière lunaire est mieux compris, la poussière lunaire n’est plus seulement considérée comme une nuisance indésirable qui colle aux combinaisons des astronautes. Il est de plus en plus considéré comme une ressource précieuse qui pourrait être utilisée pour soutenir l’habitude lunaire.
