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Image du survol de la Lune par la sonde japonaise Kaguya. Crédit Jaxa
Même si l'Homme a déserté la Lune depuis les missions ApolloApollo, notre satellite a conservé tout son pouvoir de fascination. Plusieurs pays, s'étant dotés depuis d'une technologie spatiale suffisante, ont entamé une nouvelle course à la Lune. On a vu récemment les images de la mission japonaise Kaguya, et les Chinois ainsi que les Russes comptent bien eux aussi entrer dans la danse.
Les prochaines missions lunaires, si l'on veut bien établir une base permanente sur la Lune, nécessiteront une bonne connaissance du champ de gravité de la Lune. C'est pourquoi la Nasa vient de lancer un projet de 375 millions de dollars nommé Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL). Elle vient d'en confier la direction au MIT (Massachusetts Institute of Technology), et en particulier à son directeur du Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences : le professeur Maria Zuber.
Les deux sondes de la mission GRAIL en orbite autour de la Lune. Cliquez pour agrandir. Crédit : Nasa
Normalement, deux petites sondes seront lancées en 2011. Elles viendront se placer en orbite autour de la Lune. Leurs positions respectives, et par rapport au sol lunaire, seront très précisément mesurées à l'aide du signal radio qu'elles enverront sur Terre. Il s'agit de la réutilisation d'une technologie déjà bien rodée avec la mission Grace, elle aussi dédiée à la gravimétrie.
En fonction du profil de la densité de la Lune, et donc de sa composition minéralogique, les orbites et les distances mutuelles des deux sondes seront très légèrement perturbées par rapport à ce que l'on attendrait d'une sphère parfaite et homogène. En résolvant ce qu'on appelle en géophysique un problème inverse, on avait déjà pu apprendre beaucoup de choses sur la structure de l'intérieur de la Terre. C'est la même stratégie qui sera mise en œuvre ici.
Des mesures du champ de gravité de notre satellite ont déjà été effectuées dans le passé et, jointes à d'autres données issues des missions lunaires, elles avaient permis de dresser un modèle de l'intérieur de la Lune. Mais il subsiste encore bien des incertitudes.
En particulier, on n'est pas certain de l'existence d'un cœur différencié, avec une graine, comme dans le cas de la Terre. Mieux comprendre la structure interne de la Lune, avec sa croûtecroûte et son manteaumanteau, nous renseignera aussi sur son histoire thermique. Le renseignement est d'importance pour valider l'hypothèse de la formation de la Lune par une collision de la Terre avec un corps céleste de la taille de Mars, baptisé Théia.
Un modèle de l'intérieur de la Lune avec une croûte, un manteau et un noyau. Crédit : Niel Brandt
A terme, la même stratégie devrait être transposable sur Mars et les autres planètes du système solairesystème solaire sans oublier deux des lunes de JupiterJupiter, IoIo et Europe, cette dernière étant particulièrement intéressante avec son océan d'eau liquideliquide dont on ignore toujours si la couche de glace le recouvrant est mince ou épaisse. Dans le cas de la Lune, la cartographie de son champ de gravitationgravitation devrait, en seulement trois mois, devenir mille fois plus précise que celle dont on dispose actuellement. Sa qualité sera même supérieure à la cartographie de la Terre.
GRAIL aura aussi un autre but : susciter des vocations. La première femme astronauteastronaute américaine, Sally Ride, devrait diriger un programme d'éducation pour des élèves du secondaire, en particulier les filles, basé sur cinq caméras qui équiperont les deux sondes. Les élèves pourront les contrôler eux-mêmes, dans une certaine mesure, afin d'observer des zones particulières de la surface de la Lune.
Si l'on se rappelle que beaucoup de futurs astronomesastronomes au milieu du XXième siècle ont découvert leur vocation en scrutant la surface de la Lune avec un télescopetélescope d'amateur, on peut rêver que ces images génèrent une nouvelle génération d'observateurs des étoilesétoiles...
