Sur la Lune, les pierres qui roulent révèlent l’absence de piège pour les futurs explorateurs

Le sillon laissé par ce rocher dans le cratère Cartan nous renseigne sur la consistance du sol lunaire. © Nasa
Les astronautes et les robots qui iront explorer la Lune dans quelques années ne risquent-ils pas de s’enliser sur des terrains inconnus et sablonneux ? C’est ce qu’a tenté de savoir un jeune chercheur allemand, en observant les rochers qui ont dévalé les pentes de notre satellite naturel.

Le 10 mai 2009, Spirit, l’un des robots qui explorent la surface de Mars, s’ensable. Ses pilotes ne parviendront jamais à le dégager, ce qui précipitera la fin de sa mission. Par chance, aucun des douze astronautes des missions Apollo qui ont marché sur la Lune entre 1969 et 1972 ne s’est retrouvé dans une situation similaire. Pourtant, en dépit de quelques sondes automatiques Surveyor et Luna, la surface lunaire était encore mal connue et cela aurait pu arriver.

V. Bickel

C’est pour éviter ce genre de mauvaises surprises aux futurs explorateurs (robots ou humains) de la Lune que Valentin Bickel, doctorant en planétologie à l’International Max Planck Research School, a décidé de tester la résistance du sol lunaire à l’aide des photographies à haute résolution de la sonde Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO). Sa méthode consiste à étudier les traces laissées sur la surface par des rochers qui ont roulé.

Car aussi surprenant que cela puisse paraître, cela s’est produit en de nombreux endroits de la Lune, aussi bien sur l’hémisphère visible que sur la face cachée. Ces rochers « voyageurs » ont généralement roulé sur des pentes après avoir été secoués par des séismes ou par des chutes de météorites. Les astronautes d’Apollo 17 Gene Cernan et Harrison Schmitt en ont même approché un de taille respectable, surnommé Tracys’s Rock, au cours de leur troisième et dernière exploration, en décembre 1972.

Des sillons de rochers et des traces de pas

« Nous mesurons la longueur des ombres à l’intérieur des traces de rocher en tenant compte de l’incidence du Soleil pour estimer la profondeur de chaque trace, explique Valentin Bickel. Cette méthode fonctionne très bien, mais elle est limitée par la résolution spatiale de la caméra de LRO. Les traces les plus petites projettent des ombres plus courtes, ce qui rend de plus en plus difficile la mesure de leur longueur. » Ainsi, pas question d’essayer de mesurer les traces de roues laissées par les trois rovers d’Apollo 15 à Apollo 17.

Tracy's Rock, qui a roulé sur les pentes de North Massif, a été étudié de près par les astronautes d’Apollo 17. © Nasa

Le doctorant se concentre sur les traînées imprimées dans le régolite par des blocs comme Tracy’s Rock ou légèrement plus petits. Toutefois, les traces de pas ou de roues des astronautes ont été photographiées de près et servent de référence : « Nous avons utilisé des rochers des sites Apollo 15 et 17 pour valider notre méthodologie, c’est-à-dire comparer la résistance du sol calculée grâce à ces rochers avec les valeurs dérivées des modules lunaires, des rovers et des traces de pas des astronautes ».

Des terrains encore inconnus

Mais pourquoi lancer une telle étude alors que des hommes ont déjà marché sur la Lune et qu’ils n’ont rencontré aucune situation périlleuse ? Les auteurs de l’article avancent que les missions Apollo se sont posées dans des mers ou sur de hautes terres, mais pas sur les régions qui intéressent le plus les prochains explorateurs, à savoir les dépôts pyroclastiques et les cratères du pôle Sud en permanence à l’ombre. « Les dépôts pyroclastiques se sont formés par des éruptions au cours desquelles le magma a été éjecté de l’intérieur de la Lune, détaille Valentin Bickel. En raison de la grande vitesse de ce processus, le magma s’est refroidi très rapidement et a formé des sphérules de verre. Celles-ci peuvent modifier les propriétés mécaniques du régolite. » Comme aucun engin automatique ou piloté ne s’y est aventuré, le jeune astronome justifie sa recherche : « Quand nous irons dans ces régions, nous n’avons pas envie de perdre nos rovers ! »

Pas de piège, mais des incertitudes

Après avoir étudié des rochers ayant roulé sur ces terrains, Valentin Bickel conclut : « Notre méthode nous permet de dire que les dépôts pyroclastiques devraient être carrossables. » Quid des zones polaires ? « Pour le moment, nous travaillons à appliquer notre méthode aux régions polaires et aux régions en permanence à l’ombre. » A priori, partout sur la Lune le sol doit pouvoir soutenir des rovers, de sorte qu’un enlisement à la Spirit n’est pas à redouter.

À flanc de montagne, sur le mont Hadley Delta, le rover d’Apollo 15 a glissé sur un sol très poussiéreux. Une propriété du sol que les traces laissées par des rochers ayant roulé ne permettent pas d’évaluer. © Nasa

Pour autant, l’étude menée par Valentin Bickel ne dit rien sur les autres pièges possible. Ainsi, au cours de leur deuxième excursion en rover, le 2 août 1971, les astronautes d’Apollo 15 David Scott et James Irwin s’étaient retrouvés sur un sol glissant, sur le flanc du mont Hadley Delta. « Nous ne pouvons pas encore décrire d’autres paramètres importants tels que la traction, car les données disponibles restent limitées, reconnaît le chercheur. » En d’autres termes, comme Scott et Irwin en 1971, il restera aux futurs explorateurs une part d’inconnu à lever en se rendant sur place.

 

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