Le cratère Shackleton sur le pôle sud de la Lune a été quelque peu une énigme, car son intérieur ombragé en permanence a rendu difficile la détection de ce qui se trouve à l'intérieur. Mais avec de nouvelles observations utilisant l'altimètre laser sur le vaisseau spatial Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), une équipe de chercheurs a essentiellement illuminé l'intérieur du cratère avec de la lumière laser, mesurant son albédo ou réflectance naturelle. Les scientifiques ont constaté que le fond du cratère est assez lumineux, une observation cohérente avec la présence de glace. En fait, la glace peut représenter 22% du matériau sur le fond du cratère, avec peut-être plus de glace incrustée dans les parois du cratère.
«Nous avons décidé d'étudier la lumière du jour vivante hors de ce cratère», a déclaré Maria Zuber du Massachuesetts Institute of Technology, qui dirige une équipe pour étudier le cratère Shackleton. «Grâce à l'incroyable densité d'observations, nous avons pu créer une carte topographique extrêmement détaillée.»
Pour les observations d'altimètre laser, des cartes d'élévation peuvent être créées en mesurant le temps nécessaire à la lumière laser pour rebondir jusqu'à la surface de la Lune et revenir à l'instrument. Plus cela prend de temps, plus l’altitude du terrain est basse. À l'aide de ces mesures, le groupe a cartographié le sol du cratère et la pente de ses murs.
L'équipe a utilisé plus de 5 millions de mesures pour créer sa carte détaillée.
Alors que le sol du cratère était relativement lumineux, Zuber et ses collègues ont observé que ses murs étaient encore plus lumineux. La découverte fut d'abord déroutante. Les scientifiques avaient pensé que si la glace se trouvait n'importe où dans un cratère, elle serait sur le sol, où aucune lumière directe du soleil ne pénètre. Les parois supérieures du cratère Shackleton sont parfois illuminées, ce qui pourrait évaporer toute glace qui s'accumule. Une théorie proposée par l'équipe pour expliquer l'énigme est que les «tremblements de lune» - secousses sismiques provoquées par des impacts de météorites ou des marées gravitationnelles de la Terre - peuvent avoir causé les murs de Shackleton à se débarrasser des sols plus anciens et plus sombres, révélant un sol plus récent et plus lumineux en dessous. La carte ultra-haute résolution de l'équipe de Zuber fournit des preuves solides de la présence de glace sur le sol et les murs du cratère.
"Il peut y avoir plusieurs explications à la luminosité observée dans tout le cratère", a déclaré Zuber. «Par exemple, des matériaux plus récents peuvent être exposés le long de ses murs, tandis que de la glace peut être mélangée à son sol.»
Le cratère, du nom de l'explorateur de l'Antarctique Ernest Shackleton, mesure près de 20 km (plus de 12 miles) de large et plus de 3 km (2 miles) de profondeur - à peu près aussi profond que les océans de la Terre. Zuber a décrit l'intérieur du cratère comme "extrêmement robuste ... Il ne serait pas facile de s'y promener".
Elle a ajouté que la nouvelle carte topographique aidera les chercheurs à comprendre la formation des cratères et à étudier d'autres zones inexplorées de la lune.
"Je ne me remettrai jamais du frisson quand je verrai un nouveau terrain pour la première fois", a déclaré Zuber. "C'est ce genre de motivation qui amène les gens à explorer pour commencer. Bien sûr, nous ne risquons pas notre vie comme le faisaient les premiers explorateurs, mais il y a un grand investissement personnel dans tout cela pour beaucoup de gens. "
Ben Bussey, scientifique au Laboratoire de physique appliquée de l’Université Johns Hopkins, a déclaré que les nouvelles preuves de glace dans le cratère de Shackleton pourraient en effet aider à déterminer le cours des futures missions lunaires.
«La glace dans les régions polaires est une sorte d'énigme depuis un certain temps… Je pense que c'est une autre preuve de la possibilité de la glace», dit Bussey. "Pour vraiment répondre à la question, nous devrons envoyer un atterrisseur lunaire, et ces résultats nous aideront à choisir où envoyer un atterrisseur."
Et pour tous les explorateurs humains, un cratère comme Shackleton aux pôles lunaires pourrait bien être le meilleur emplacement pour une base, car les pôles contiennent des régions de lumière solaire quasi permanente nécessaires au pouvoir et des régions d'obscurité quasi permanente contenant de la glace - les deux qui seraient des ressources essentielles pour toute colonie lunaire.
Les recherches de l'équipe ont été publiées aujourd'hui dans le Journal Nature.
Sources: MIT, NASA
Légende de l'image principale: Image en élévation (à gauche) et en relief ombré (à droite) de Shackleton, un cratère ombragé en permanence de 21 km de diamètre (12,5 milles de diamètre) adjacent au pôle sud lunaire. La structure de l'intérieur du cratère a été révélée par un modèle numérique d'élévation construit à partir de plus de 5 millions de mesures d'élévation à partir de l'altimètre laser Lunar Orbiter. Crédit: NASA / Zuber, M.T. et al., Nature, 2012
Deuxième légende d'image: Il s'agit d'une carte d'élévation du cratère Shackleton réalisée à l'aide des données de l'altimètre laser LRO Lunar Orbiter. Les fausses couleurs indiquent la hauteur, le bleu le plus bas et le rouge / blanc le plus haut. et al., Nature, 2012
