La Lune est toujours tournée d’un côté vers la Terre. Cela est dû au fait que depuis environ 4,5 milliards d’années d’existence du système Terre-Lune, notre satellite naturel subit l’effet de capture des marées.
Table des matières
La raison de la division de la Lune en deux parties, visible et cachée
La surface de la partie invisible depuis la Terre est de 41 %, tandis que 9 % de la surface de la Lune peuvent être vus à une certaine période en raison de la précession lunaire.
Il s’agit d’un effet dans un système de plusieurs corps célestes, lorsqu’un corps plus massif influence un corps plus léger par le biais de ses forces de marée, de sorte que le corps plus léger ralentit (ou accélère) progressivement sa vitesse de rotation autour de son propre axe en comparant sa fréquence avec la fréquence de rotation autour du corps lourd. Un corps léger affecte également un corps plus lourd, mais cet effet est moins proportionnel à la différence de masse. Ainsi, disons que la Lune, par son influence gravitationnelle, ralentit progressivement la rotation de la Terre autour de son axe, allongeant ainsi le jour de la Terre d’une seconde pendant environ 3 000 ans, mais qu’il faut en même temps plusieurs milliards d’années avant que la Lune ne capture la Terre par effet de marée, bien que la Lune ait été capturée il y a très longtemps.
Si la Lune parvient encore à capturer la Terre par gravitation (et il faut pour cela que le Soleil, qui s’est transformé en géante rouge à ce moment-là, ne nous en empêche pas), la Lune ne peut être observée que depuis l’hémisphère est ou ouest de la Terre — en fonction du moment où la rotation s’arrête. Lors de l’influence gravitationnelle de la Lune sur la Terre, l’énergie est allouée sous forme de marées et de flux océaniques qui entraînent une perte progressive d’énergie cinétique par la Lune, ce qui l’éloigne de nous à raison de 38 mm par an. Avec la capture gravitationnelle de la Terre, les marées cesseront et la Lune cessera pratiquement de s’éloigner de nous — car la seule source de perte d’énergie par la Lune sera les ondes gravitationnelles, dont la puissance de rayonnement du système Terre-Lune est très faible (environ 0,2 µW).
Histoire de la recherche sur la face cachée de la Lune
Depuis des siècles, les hommes sont attirés par les recoins inexplorés de la Terre :
Gravure de Flammarion de 1888 représentant un pèlerin médiéval atteignant le bord de la Terre et regardant au-delà de la voûte céleste.
Bien que l’expédition de Magellan en 1522 ait prouvé qu’il n’y avait pas de bord à la Terre et qu’Edmund Hillary et Tenzing Norgey aient atteint le sommet du mont Everest le 29 mai 1953, il ne restait pratiquement plus de taches blanches sur la Terre, la quasi-totalité du système solaire est restée un mystère pour nous jusqu’au vol de Spoutnik-1 le 4 octobre 1957, qui a marqué le début de l’ère spatiale. Les yeux des chercheurs terriens se sont alors tournés vers le système solaire, et la cible la plus proche était la Lune, et l’endroit le plus attrayant était sa face arrière, qui est toujours cachée à l’observateur terrien.
La première image de la face arrière de la Lune
Les premières images de la face arrière de la Lune ont été prises par Luna-3, qui a été lancée le 4 octobre 1959, deux ans exactement après le lancement de Spoutnik-1. Il a fallu trois jours à la station pour atteindre la Lune, et c’est alors qu’a commencé une étape encore plus difficile : Luna-3 devait photographier la surface, dont personne ne pouvait prédire avec certitude la réflectivité exacte. Les caméras électroniques (qui commençaient à peine à se développer) n’étaient donc plus disponibles, et il ne restait plus que la pellicule photographique. Afin d’obtenir des images de haute qualité, la photographie a été réalisée avec deux objectifs d’une longueur focale de 200 et 500 mm et des vitesses d’obturation allant de 1/200 à 1/800 de seconde par incréments de 1/200. Pendant 40 minutes, 29 images ont été prises, couvrant 70 % de la surface totale de la face arrière de la Lune. Après développement, elles ont été transmises à la Terre à l’aide d’une caméra à faisceau continu.
Plan de la station du musée de la cosmonautique de Moscou
Au total, 17 photographies ont été transmises à la Terre, dont 6 ont été rendues publiques par la suite. Le 6 novembre 1960 a également été publié l'»Atlas de la face cachée de la Lune», qui comprenait 500 détails individuels de la surface lunaire (les noms des détails de la surface de la face cachée de la Lune ont été approuvés par l’Union astronomique internationale le 22 août 1961). Le système de photo-télévision «Yenisei», qui prenait des images et les transmettait à la Terre, a été spécialement conçu pour cette station, tout comme le système «Seagull», qui assurait l’orientation par le capteur Soleil et Lune, ce qui a fait de Luna-3 le premier appareil au monde orienté sur 3 axes.
La face arrière de la Lune. Image obtenue par la station Zond-3
Deux autres engins spatiaux ont été lancés dans le cadre du programme d’imagerie de la face arrière de la Lune, mais tous deux n’ont pas réussi à entrer dans l’orbite terrestre. Seule Probe-3, lancée le 18 juillet 1965, a réussi à obtenir des images de meilleure qualité de la face arrière de la Lune. Les 25 images transmises par cette station avaient une résolution de 860×1100 pixels et étaient de bien meilleure qualité, ce qui a permis de compiler un nouvel atlas couvrant 95% de la surface lunaire et comportant 4000 détails.
À cette époque, la partie non habitée du programme lunaire américain était presque entièrement axée sur les missions habitées (dont les atterrissages étaient prévus sur la partie visible de la Lune). Les résultats obtenus par les États-Unis dans l’étude de la face cachée de la Lune au cours de la première moitié des années 60 n’ont donc pas été extraordinaires. Par exemple, Ranger-4 a touché cette zone de la Lune, ce qui devait permettre de prendre des photos. Mais en raison de la défaillance de l’équipement radio, la principale réussite de cette mission a été que, pour la première fois au monde, un objet fabriqué par l’homme a atteint la surface de la face cachée de la Lune. Une étude complète de cette zone n’a été réalisée que par le cinquième Lunar Orbiter, lancé fin 1967, alors que les sites des futurs alunissages Apollo avaient déjà été étudiés et que les scientifiques avaient carte blanche pour étudier les zones de la Lune qui les intéressaient le plus.
Carte topographique de la Lune, face visible (à gauche) et face cachée (à droite). Les basses terres sont représentées en bleu sur la carte, les élévations en rouge.
Le cratère Tsiolkovsky (sur la face arrière de la Lune) a été proposé par les scientifiques comme site d’atterrissage possible pour Apollo 18 et, après l’annulation de cette mission, comme site d’atterrissage pour Apollo 17. Bien que cette position ait été défendue par le géologue Harrison Schmitt, le seul scientifique à être allé sur la Lune (juste pendant la dernière mission Apollo 17), ce site d’atterrissage a été considéré comme trop dangereux et a été abandonné au profit de la vallée du Taurus-Littrow (qui aurait pu surprendre encore plus les scientifiques en révélant des traces d’activité volcanique).
Caractéristiques structurelles et points de repère
Carte de la face cachée de la Lune
La face arrière de la Lune présente une concentration de cratères plus dense que la face visible. Comme la Terre ne couvre que 0,1 % du ciel sur la face visible de la Lune, la version selon laquelle la Terre protège la face visible est considérée comme improbable. Actuellement, la principale version de cette position est considérée comme étant que l’influence gravitationnelle de la Terre a provoqué dans le passé des processus géologiques plus actifs sur la face visible de la Lune que sur l’autre face. La lave qui s’est écoulée lors de ces processus a recouvert les cratères de la face visible de la Lune, tandis que les cratères de la face cachée sont restés pratiquement intacts.
Recherches futures et utilisations potentielles
Pour l’instant, la face arrière de la Lune est intéressante pour l’installation de radiotélescopes (car l’épaisseur de la Lune fait écran aux signaux parasites provenant de la Terre) et pour l’extraction d’hélium 3 (car la face visible est partiellement protégée par la Terre contre l’exposition au vent solaire). À ce jour, aucun véhicule humain ou automatisé en état de fonctionnement n’a atteint la surface de la face cachée de la Lune, mais le programme spatial chinois prévoit que la station interplanétaire automatisée Chang’e-4 et le deuxième rover lunaire chinois atterriront sur la face cachée de la Lune d’ici à la fin de l’année 2018.
La mission de retour d’échantillons de la NASA telle qu’imaginée par l’artiste
Mais c’est surtout l’étude de la Lune qui suscite actuellement le plus d’intérêt. Ainsi, la station chinoise «Chang’e-5» devrait livrer des échantillons du mont Rumker, d’origine volcanique. La Chine et les États-Unis préparent également des missions visant à livrer des échantillons du pôle sud de la Lune, où la sonde «Chandrayaan-1» a trouvé des dépôts d’eau. Les États-Unis ont choisi comme site d’atterrissage pour leur engin spatial le plus grand cratère à la surface de la Lune, le bassin South Pole-Eitken, situé dans la région méridionale de la face arrière de la Lune. Les mystères de l’origine de la Lune et de ses ressources continuent d’attendre l’humanité.
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Date de publication: 12-26-2023
Mettre à jour la date: 12-26-2023