Face cachée de la Lune - Far side of the Moon

La face cachée de la Lune, photographiée par Apollo 16

La face cachée de la Lune est l'hémisphère lunaire qui fait toujours face à la Terre , à l'opposé de la face proche . Par rapport au côté proche, le terrain du côté éloigné est accidenté, avec une multitude de cratères d'impact et relativement peu de mers lunaires plates et sombres , ce qui lui donne une apparence plus proche d'autres endroits arides du système solaire tels que Mercure et Calliste . Il possède l'un des plus grands cratères du système solaire , le bassin Pôle Sud-Aitken . L'hémisphère est parfois appelé le " côté obscur de la Lune ", où "sombre" signifie "inconnu" au lieu de "manque de lumière du soleil" - les deux côtés de la Lune connaissent deux semaines de soleil tandis que le côté opposé connaît deux semaines de nuit.

Environ 18 pour cent de la face cachée est parfois visible depuis la Terre en raison de la libration . Les 82 % restants n'ont pas été observés jusqu'en 1959, date à laquelle il a été photographié par la sonde spatiale soviétique Luna 3 . L' Académie soviétique des sciences a publié le premier atlas de la face cachée en 1960. Les astronautes d' Apollo 8 ont été les premiers humains à voir la face cachée en personne lorsqu'ils ont orbité la Lune en 1968. Tous les atterrissages en douceur habités et non habités avaient eu lieu sur la côté proche de la Lune , jusqu'au 3 janvier 2019, date à laquelle le vaisseau spatial Chang'e 4 a effectué le premier atterrissage sur la face cachée.

Les astronomes ont suggéré d'installer un grand radiotélescope de l'autre côté, où la Lune le protégerait des possibles interférences radio de la Terre.

Définition

En raison du verrouillage des marées, les habitants du corps central (Terre) ne pourront jamais voir la zone verte du satellite (Lune)

Les forces de marée de la Terre ont ralenti la rotation de la Lune au point où le même côté fait toujours face à la Terre, un phénomène appelé verrouillage de la marée . L'autre face, dont la plupart n'est jamais visible depuis la Terre, est donc appelée "la face cachée de la Lune". Au fil du temps, certains bords en forme de croissant de la face cachée peuvent être vus en raison de la libration . Au total, 59 % de la surface de la Lune est visible depuis la Terre à un moment ou à un autre. L'observation utile des parties de la face cachée de la Lune parfois visibles depuis la Terre est difficile en raison du faible angle de vue depuis la Terre (elles ne peuvent pas être observées "à fond").

Une idée fausse commune est que la Lune ne tourne pas sur son axe. Si tel était le cas, l'ensemble de la Lune serait visible de la Terre au cours de son orbite. Au lieu de cela, sa période de rotation correspond à sa période orbitale, ce qui signifie qu'elle tourne une fois pour chaque orbite qu'elle fait : en termes terrestres, on pourrait dire que son jour et son année ont la même longueur. Ceci est, comme indiqué, le résultat du blocage des marées.

L'expression "côté obscur de la Lune" ne fait pas référence à "sombre" comme en l'absence de lumière, mais plutôt à "sombre" comme dans inconnu : jusqu'à ce que les humains soient capables d'envoyer des engins spatiaux autour de la Lune, cette zone n'avait jamais été vue. Alors que beaucoup interprètent mal cela en pensant que le "côté obscur" reçoit peu ou pas de lumière solaire, en réalité, les côtés proche et éloigné reçoivent (en moyenne) des quantités presque égales de lumière directement du Soleil. Cependant, le côté proche reçoit également la lumière du soleil réfléchie par la Terre, connue sous le nom d' éclat de terre . Earthshine n'atteint pas la zone de l'autre côté qui ne peut pas être vue de la Terre.

La nuit sous une "pleine Terre", la face proche de la Lune reçoit de l'ordre de 10 lux d'éclairage (environ ce qu'un trottoir de ville reçoit sous les lampadaires ; c'est 34 fois plus de lumière que ce qui est reçu sur Terre sous une pleine Lune ) alors que le côté obscur de la Lune pendant la nuit lunaire ne reçoit qu'environ 0,001 lux de lumière stellaire. Ce n'est que pendant une pleine Lune (vue de la Terre) que toute la face cachée de la Lune est sombre. Le mot "sombre" s'est élargi pour désigner également le fait que la communication avec le vaisseau spatial peut être bloquée alors que le vaisseau spatial est de l'autre côté de la Lune, lors des missions spatiales Apollo par exemple.

Différences

Vue détaillée par le Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO)
La Lune traverse la Terre vue par le satellite DSCOVR , sa face cachée étant entièrement visible

Les deux hémisphères de la Lune ont des apparences nettement différentes, le côté proche étant couvert de multiples et grandes maria (du latin pour « mer », puisque les premiers astronomes pensaient à tort que ces plaines étaient des mers d' eau lunaire ). La face cachée a une apparence battue et densément cratérisée avec peu de maria. Seulement 1% de la surface de la face cachée est recouverte de maria, contre 31,2% sur la face proche. Une explication communément acceptée de cette différence est liée à une concentration plus élevée d'éléments producteurs de chaleur sur l'hémisphère proche, comme l'ont démontré les cartes géochimiques obtenues à partir du spectromètre gamma Lunar Prospector . Alors que d'autres facteurs, tels que l'élévation de la surface et l'épaisseur de la croûte, pourraient également affecter l'endroit où les basaltes éclatent, ils n'expliquent pas pourquoi le bassin Pôle Sud-Aitken (qui contient les plus basses élévations de la Lune et possède une croûte mince) n'était pas aussi volcaniquement actif comme Oceanus Procellarum sur le côté proche.

Il a également été suggéré que les différences entre les deux hémisphères pourraient avoir été causées par une collision avec une lune compagne plus petite qui provenait également de la collision de Theia . Dans ce modèle, l'impact a conduit à une pile d'accrétion plutôt qu'à un cratère, contribuant à une couche hémisphérique d'étendue et d'épaisseur qui peut être cohérente avec les dimensions des hautes terres de la face cachée. Cependant, la composition chimique de la face cachée est incompatible avec ce modèle.

La face cachée a des cratères plus visibles. On pensait que cela était le résultat des effets des coulées de lave lunaires, qui recouvrent et obscurcissent les cratères, plutôt que d'un effet de protection contre la Terre. La NASA calcule que la Terre obscurcit seulement environ 4 degrés carrés sur 41 000 degrés carrés du ciel vu de la Lune. "Cela rend la Terre négligeable en tant que bouclier pour la Lune [et] il est probable que chaque côté de la Lune ait reçu un nombre égal d'impacts, mais le resurfaçage par la lave entraîne moins de cratères visibles du côté proche que du côté éloigné, même si les deux camps ont reçu le même nombre d'impacts."

Des recherches plus récentes suggèrent que la chaleur de la Terre au moment où la Lune s'est formée est la raison pour laquelle le côté proche a moins de cratères d'impact. La croûte lunaire se compose principalement de plagioclases formés lorsque l' aluminium et le calcium se sont condensés et combinés avec des silicates dans le manteau. La face cachée la plus froide a connu la condensation de ces éléments plus tôt et a ainsi formé une croûte plus épaisse ; les impacts de météoroïdes sur le côté proche pénétraient parfois la croûte plus mince ici et libéraient de la lave basaltique qui a créé la maria, mais le feraient rarement de l'autre côté.

Exploration

Exploration précoce

L'image du 7 octobre 1959 par Luna 3 qui révélait, pour la première fois, la face cachée de la Lune
Lorsque la toute première image de la face cachée de la lune (A) est restaurée à l'aide de techniques avancées de suppression du bruit (B) et comparée à la mission LRO ultérieure de la NASA (C), les points caractéristiques importants sont clairement visibles et clairs, un à un. la cartographie des points caractéristiques visibles est perceptible.

Jusqu'à la fin des années 1950, on savait peu de choses sur la face cachée de la Lune. Les bibliothèques permettaient périodiquement des aperçus limités des caractéristiques proches du limbe lunaire de la face cachée, mais seulement jusqu'à 59 % de la surface totale de la Lune. Ces caractéristiques, cependant, ont été vues d'un angle faible, entravant une observation utile (il s'est avéré difficile de distinguer un cratère d'une chaîne de montagnes). Les 82 % restants de la surface de l'autre côté restaient inconnus et ses propriétés faisaient l'objet de nombreuses spéculations.

Un exemple d'une caractéristique de la face cachée que l'on peut voir à travers la libration est la Mare Orientale , qui est un bassin d'impact important s'étendant sur près de 1 000 km (600 miles), mais cela n'a même pas été nommé comme caractéristique jusqu'en 1906, par Julius Franz dans Der Mond . La vraie nature du bassin a été découverte dans les années 1960 lorsque des images rectifiées ont été projetées sur un globe. Le bassin a été photographié dans les moindres détails par Lunar Orbiter 4 en 1967.

Avant le début de l'exploration spatiale, les astronomes ne s'attendaient pas à ce que la face cachée soit différente de la face visible sur Terre. Le 7 octobre 1959, la sonde soviétique Luna 3 a pris les premières photographies de la face cachée de la Lune, dont dix-huit résolvables, couvrant un tiers de la surface invisible de la Terre. Les images ont été analysées et le premier atlas de la face cachée de la Lune a été publié par l' Académie des sciences de l' URSS le 6 novembre 1960. Il comprenait un catalogue de 500 éléments distinctifs du paysage.

En 1961, le premier globe (1 :13 600 000 échelle ) contenant des caractéristiques lunaires invisibles de la Terre a été diffusée en URSS , sur la base d'images de Luna 3. Le 20 juillet 1965, une autre sonde soviétique, Zond 3 , a transmis 25 images de très bonne qualité de la face cachée de la lune. , avec une bien meilleure résolution que celles de Luna 3. En particulier, ils ont révélé des chaînes de cratères, des centaines de kilomètres de long, mais, contre toute attente, aucune plaine marine comme celles visibles de la Terre à l'œil nu.

En 1967, la deuxième partie de l' Atlas de la face cachée de la Lune a été publiée à Moscou , sur la base des données de Zond 3, le catalogue comprenant désormais 4 000 caractéristiques nouvellement découvertes du paysage lunaire de la face cachée. La même année, la première carte complète de la Lune (1 :échelle 5 000 000 ) et globe complet mis à jour (1 :10 000 000 échelle), représentant 95 pour cent de la surface lunaire, ont été libérés en Union soviétique.

Comme de nombreuses caractéristiques du paysage de la face cachée ont été découvertes par des sondes spatiales soviétiques, les scientifiques soviétiques ont choisi des noms pour eux. Cela a provoqué une certaine controverse et l' Union astronomique internationale , laissant bon nombre de ces noms intacts, a ensuite assumé le rôle de nommer les caractéristiques lunaires de cet hémisphère.

Mission d'enquête supplémentaire

Le 26 avril 1962, la sonde spatiale Ranger 4 de la NASA est devenue le premier vaisseau spatial à impacter la face cachée de la Lune, bien qu'elle n'ait renvoyé aucune donnée scientifique avant l'impact.

La première étude cartographique vraiment complète et détaillée de la face cachée a été entreprise par le programme américain Lunar Orbiter lancé par la NASA de 1966 à 1967. La majeure partie de la couverture de la face cachée a été assurée par la dernière sonde de la série, Lunar Orbiter 5 .

La face cachée a été vue pour la première fois directement par des yeux humains lors de la mission Apollo 8 en 1968. L'astronaute William Anders a décrit la vue :

« L'arrière ressemble à un tas de sable dans lequel mes enfants jouent depuis un certain temps. C'est tout battu, pas de définition, juste beaucoup de bosses et de trous.

Il a été vu par tous les membres d'équipage des missions Apollo 8 et Apollo 10 à Apollo 17 depuis lors, et photographié par plusieurs sondes lunaires. Les engins spatiaux passant derrière la Lune n'avaient plus de communication radio directe avec la Terre et devaient attendre que l'orbite permette la transmission. Au cours des missions Apollo, le moteur principal du module de service a été déclenché lorsque le vaisseau était derrière la Lune, produisant des moments de tension dans le contrôle de mission avant que l'engin ne réapparaisse.

Le géologue-astronaute Harrison Schmitt , qui est devenu le dernier à monter sur la Lune, avait fait pression de manière agressive pour que son site d'atterrissage soit de l'autre côté de la Lune, ciblant le cratère rempli de lave Tsiolkovskiy . La proposition ambitieuse de Schmitt comprenait un satellite de communication spécial basé sur les satellites TIROS existants à lancer sur une orbite de halo Farquhar-Lissajous autour du point L2 afin de maintenir un contact visuel avec les astronautes pendant leur descente motorisée et leurs opérations à la surface lunaire. Les administrateurs de la NASA ont rejeté ces plans en raison du risque supplémentaire et du manque de financement.

L'idée d'utiliser Terre-Lune L 2 pour le satellite de communication couvrant la face cachée de la Lune a été réalisée, lorsque l'Administration spatiale nationale de Chine a lancé le satellite relais Queqiao en 2018. Il a depuis été utilisé pour les communications entre l'atterrisseur Chang'e 4 et Yutu 2 rover qui a atterri avec succès début 2019 sur la face cachée de la Lune et des stations au sol sur Terre. Et L2 est proposé comme "un emplacement idéal" pour un dépôt de propergol dans le cadre de l'architecture de transport spatial basée sur le dépôt proposée.

Chandrayaan-2 , la deuxième sonde lunaire indienne en 2019, a capturé des images du terrain de la face cachée, de Jackson (cratère) et des pôles de la Lune.

Atterrissage en douceur

L'atterrisseur Chang'e-4 photographié par le rover Yutu-2 sur la face cachée de la Lune.
L'atterrisseur Chang'e-4 photographié par le rover Yutu-2 sur la face cachée de la Lune.

L' Administration spatiale nationale chinoise de Chang'e 4 a fait le premier atterrissage en douceur sur le côté lunaire loin le 3 Janvier 2019 et déployé Yutu-2 rover lunaire sur la surface lunaire autre côté.

L'engin comprenait un atterrisseur équipé d'un spectrographe radio basse fréquence et d'outils de recherche géologique. La face cachée de la Lune offre un bon environnement pour la radioastronomie car les interférences de la Terre sont bloquées par la Lune.

En février 2020, des astronomes chinois ont rapporté, pour la première fois, une image haute résolution d'une séquence d'éjectas lunaires , ainsi qu'une analyse directe de son architecture interne. Celles-ci étaient basées sur des observations faites par le radar à pénétration lunaire (LPR) à bord du rover Yutu-2 .

Le premier panorama de la face cachée de la Lune pris par Chang'e 4

Potentiel

Certaines des caractéristiques de la géographie de la face cachée de la Lune sont étiquetées dans cette image

Parce que la face cachée de la Lune est protégée des transmissions radio de la Terre, elle est considérée comme un bon emplacement pour placer des radiotélescopes à l'usage des astronomes . De petits cratères en forme de bol constituent une formation naturelle pour un télescope stationnaire similaire à celui d' Arecibo à Porto Rico . Pour les télescopes à beaucoup plus grande échelle, le cratère Daedalus de 100 kilomètres de diamètre (60 mi) est situé près du centre de la face cachée, et le bord de 3 kilomètres de haut (2 mi) aiderait à bloquer les communications parasites des satellites en orbite. . Un autre candidat potentiel pour un radiotélescope est le cratère Saha .

Avant de déployer des radiotélescopes de l'autre côté, plusieurs problèmes doivent être surmontés. La fine poussière lunaire peut contaminer l'équipement, les véhicules et les combinaisons spatiales. Les matériaux conducteurs utilisés pour les antennes paraboliques doivent également être soigneusement protégés contre les effets des éruptions solaires . Enfin, la zone autour des télescopes doit être protégée contre la contamination par d'autres sources radio.

Le point de Lagrange L 2 du système Terre-Lune est situé à environ 62 800 km (39 000 mi) au-dessus de la face cachée, ce qui a également été proposé comme emplacement pour un futur radiotélescope qui effectuerait une orbite de Lissajous autour du point de Lagrange.

L'une des missions de la NASA sur la Lune à l'étude enverrait un atterrisseur de retour d'échantillon au bassin Pôle Sud-Aitken , l'emplacement d'un événement d'impact majeur qui a créé une formation de près de 2 400 km (1 500 mi) de diamètre. La force de cet impact a créé une pénétration profonde dans la surface lunaire, et un échantillon renvoyé de ce site pourrait être analysé pour obtenir des informations concernant l'intérieur de la Lune.

Parce que le côté proche est en partie protégé du vent solaire par la Terre, les maria du côté éloigné devraient avoir la plus forte concentration d' hélium-3 à la surface de la Lune. Cet isotope est relativement rare sur Terre, mais a un bon potentiel d'utilisation comme combustible dans les réacteurs à fusion . Les partisans de la colonisation lunaire ont cité la présence de ce matériau comme raison du développement d'une base lunaire.

Fonctionnalités nommées

Voir également

Les références

Liens externes