Illustration d’artiste du vaisseau spatial chinois Chang’E 5 de retour d’échantillons lunaires. Crédit : CNSA/NASA
Une équipe de recherche conjointe dirigée par les Profs. LIN Yangting et LIN Honglei de l’Institut de Géologie et de Géophysique de l’Académie des Sciences de Chine (IGGCAS) a observé des signaux d’eau dans les données spectrales de réflectance de la surface lunaire acquises par l’atterrisseur Chang’E-5, fournissant ainsi la première preuve de la détection in-situ d’eau sur la Lune.
L’étude a été publiée dans Science Advances le 7 janvier 2022.
Des chercheurs du Centre national des sciences spatiales de la CAS, de l’Université d’Hawaï à Manoa, de l’Institut de physique technique de Shanghai de la CAS et de l’Université de Nanjing ont également participé à cette étude.
De nombreuses observations orbitales et mesures d’échantillons réalisées au cours de la dernière décennie ont présenté des preuves de la présence d’eau (sous forme d’hydroxyle et/ou de H2O) sur la Lune. Cependant, aucune mesure in-situ n’a jamais été effectuée sur la surface lunaire.
Images contextuelles et teneur en eau sur le site d’atterrissage de Chang’E-5. Crédit : LIN Honglei
L’engin spatial Chang’E-5 s’est posé sur l’un des plus jeunes basaltes lunaires, situé à une latitude moyenne sur la Lune, et a rapporté 1 731 g d’échantillons. Toutefois, avant de prélever des échantillons et de renvoyer le sol lunaire sur Terre, le spectromètre minéralogique lunaire (LMS) à bord de l’atterrisseur a effectué des mesures de réflectance spectrale du régolithe et d’une roche, offrant ainsi l’occasion sans précédent de détecter de l’eau à la surface de la Lune.
L’eau (OH/H2O) peut être détectée à l’aide de caractéristiques spectrales à ~3 µm. Cependant, au-dessus de 2 µm, l’émission thermique de la surface lunaire chaude modifie et masque de manière significative les caractéristiques spectrales.
Par conséquent, les chercheurs ont utilisé un modèle de correction thermique pour corriger les spectres du LMS. Après cette correction, les absorptions spectrales incontestables à 2,85 µm ont été observées sur le site d’atterrissage de Chang’E-5.
L’analyse spectrale quantitative indique que le sol lunaire du site d’atterrissage contient moins de 120 ppm d’eau, ce qui est principalement attribué à l’implantation du vent solaire. Ceci est cohérent avec l’analyse préliminaire des échantillons Chang’E-5 retournés.
En revanche, une roche légère et vésiculaire qui a également été analysée présentait une absorption beaucoup plus forte à 2,85 µm, correspondant à une quantité d’eau estimée à ~180 ppm, suggérant ainsi une source d’eau supplémentaire provenant de l’intérieur de la Lune.
Les résultats des analyses de composition et de télédétection orbitale montrent que la roche peut avoir été excavée d’une unité basaltique plus ancienne et éjectée sur le site d’atterrissage de Chang’E-5. Par conséquent, la teneur en eau plus faible du sol, par rapport à la teneur en eau plus élevée du fragment de roche, suggère qu’un dégazage du réservoir mantellique sous le site d’atterrissage de Chang’E-5 a eu lieu.
Cette découverte est cohérente avec les éruptions volcaniques prolongées dans la région du terrain Procellarum KREEP (potassium, éléments de terres rares, phosphore), et fournit également un contexte géologique vital pour l’analyse des échantillons de Chang’E-5 retournés.
Référence : “In situ detection of water on the Moon by the Chang’E-5 lander” par Honglei Lin, Shuai Li, Rui Xu, Yang Liu, Xing Wu, Wei Yang, Yong Wei, Yangting Lin, Zhiping He, Hejiu Hui, Huaiyu He, Sen Hu, Chi Zhang, Chunlai Li, Gang Lv, Liyin Yuan, Yongliao Zou et Chi Wang, 7 janvier 2022, Science Advances.
DOI : 10.1126/sciadv.abl9174
Ce travail a été soutenu par le programme de recherche stratégique prioritaire de la CAS, le programme de recherche clé des sciences frontalières de la CAS, le programme de recherche clé de l’IGGCAS et la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine.
