Voyager : les secrets de l'incroyable longévité des sondes mythiques lancées en 1977

La sonde Voyager 2 entourée de ses ingénieurs, le 23 mars 1977.© NASA/ JPL

Partis en 1977, les vaisseaux jumeaux Voyager 1 et 2 sont les machines encore fonctionnelles les plus anciennes à déambuler dans l'espace. Mais comment tiennent-elles si bien le choc ? John Casani, le directeur du projet, livre les secrets de ces sondes mythiques.

Sondes

Les deux sondes Voyager sont parties dans l'espace au siècle dernier, au crépuscule des années &1970, lorsque ni Thomas Pesquet ni Emmanuel Macron n'étaient nés !

Photographié

Après avoir photographié Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune, leurs multiples lunes, pris la célèbre photo de famille du Système solaire et la légendaire image Pale Blue Dot (Un point bleu pâle, photographie de la Terre prise à la distance énorme de 6 milliards de kilomètres), ces engins spatiaux sont toujours à l'œuvre, 47 ans après leur décollage.

Vivants

Vivants, mais blessés, la moitié des instruments de mesure scientifiques étant aujourd'hui éteinte afin d'économiser l'énergie.

Solidité

Cette solidité et cette efficacité forcent évidemment le respect, mais d'où viennent-elles ? Comment la Nasa, le JPL (centre de recherche étasunien en charge des missions spatiales robotiques) et les autres équipes d'ingénieurs au sol parviennent-ils à maintenir ces deux machines en service aujourd'hui, alors qu'elles sont toutes deux à plus de 20 milliards de kilomètres de nous ?

Vaisseaux

"Nous ne les avons pas conçues pour durer 30 ans ou 40 ans (mais) pour ne pas échouer." N'oublions pas que ces vaisseaux transportent le Golden Record.

Message

Notre message adressé aux éventuelles civilisations extraterrestres, mais avant tout le témoignage de la vie terrestre, de nos brins d'ADN au chant des baleines en passant par nos mathématiques.

Carl Sagan

Il avait fallu un an à la commission présidée par le célèbre astronome et astrophysicien Carl Sagan pour choisir les éléments à graver dans ce disque plaqué de nickel, puis d'or.

John Casani devant Voyager et le mythique Golden Record.© NASA.

John Casani, chef du projet Voyager de 1975 à 1977, explique dans quel état d'esprit et avec quel objectif ces machines inusables ont été construites à une époque où l'informatique était encore rudimentaire.

Inusables

Oui, inusables, car on estime que Voyager 1 et 2 devraient survivre à la mort du Soleil et de notre propre planète…

Redondance

L'une des clefs est la redondance : toute pièce a son double, et même les machines sont doubles ! Le principe de redondance des composants est poussé à son apogée vu que les sondes Voyager forment elles-mêmes un duo.

Système

Chaque système "vital" possède ainsi son remplaçant, au cas où un problème apparaisse. Mais ce n'est pas tout ! La batterie des sondes, chargée d'alimenter le tout, est un générateur thermoélectrique qui fonctionne grâce à la désintégration du radioisotope plutonium 238.

Chaleur

Ce dernier dégage beaucoup de chaleur au kilogramme (transformée donc en électricité) et peu de rayonnement gamma. Sa demi-vie radioactive étant de 87 ans, cela laisse donc une certaine marge.

Éternel 

Malheureusement, rien n'est éternel : Voyager 1 et 2 perdent environ 4 W de puissance chaque année et seront un jour aussi froides que l'Univers glacé…

Langages

En 1977, les langages informatiques n'étaient pas ceux employés aujourd'hui et, sans surprise, se montraient moins efficaces, certains codes actuels de deux lignes en prenant 15 dans les langages de l'époque (notamment l'assembleur).

Ingénieurs

Or les ingénieurs informaticiens capables de coder en Fortran pour communiquer avec les sondes Voyager ne courent plus les rues.

Bogue

Ainsi, lors d'un gros bogue fin 2023, Voyager 1 envoyait des données sans aucun sens, comme si elle était aphasique : personne ne comprenait rien à ses signaux.

Mois

Cela prit plusieurs mois avant que l'équipe ne comprenne le problème et le résolve à 24 milliards de kilomètres de distance.

Puce

La puce (FDS) qui stockait la mémoire était effectivement endommagée et il fallut réécrire le code, puis le réinjecter dans le système. Malins et sachant qu'il n'y avait plus assez de place mémoire disponible, les ingénieurs informaticiens fragmentèrent ce programme crucial en sous-parties pour ensuite tout remettre en fonctionnement au printemps 2024.

Énergie 

Las, Voyager 1 comme Voyager 2 perdent inexorablement de l'énergie et refroidissent. Un jour, ou plutôt une nuit cosmique, elles seront trop loin et épuisées pour que nous puissions les suivre.

Années

Elles dériveront alors pendant des milliards d'années, emportant avec elles le souvenir de notre existence et ces mots du fils de Carl Sagan : "Bonjour de la part des enfants de la Terre".

L'émetteur radio de l'engin spatial le plus éloigné de la terre s’est soudain mis à fonctionner après 40 ans de silence

Voyager 1 dérive dans l'espace interstellaire depuis novembre 2018. 

Le Lundi 4 novembre 2024, une sonde envoyée dans l’espace il y a quarante-sept ans est sortie de son silence après avoir perdu la connexion avec la NASA.

Voyager 1

C’est l’ spatial qui se trouve le plus éloigné de la Terre à ce jour. Il s’agit de la sonde Voyager 1 qui a commencé son aventure le 5 septembre 1977 dans le but d’explorer de plus près Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune, une fois sa mission remplie, la sonde, qui se trouve à environ 15 milliards de kilomètres de nous, a cessé d’émettre.

Scientifiques

Les scientifiques de la NASA ont ainsi fréquemment perdu la communication au fil des ans, éteignant récemment l’un de ses deux émetteurs radio. Quarante-sept ans après son lancement, Voyager 1 n’a plus que quatre instruments scientifiques permettant de transmettre des données jusqu’à la Terre, et l’un de ses émetteurs, baptisé bande X, ne fonctionne plus.

Panne

Cela est directement lié à une panne de la sonde, qui a automatiquement déclenché le système de protection de l’engin.

Détails

La NASA a donné des détails sur son fonctionnement : "Par exemple, si le vaisseau spatial surcharge son alimentation électrique, le système de protection contre les pannes économisera de l'énergie en éteignant les systèmes qui ne sont pas essentiels pour maintenir le vaisseau spatial en vol."

Commande

Plusieurs jours ou semaines plus tard, l’équipe de l’agence spatiale peut essayer de comprendre la raison de cette panne. C’est ainsi qu’elle s’est rendu compte, le 16 octobre 2024, qu’une panne récente avait été le résultat d’une commande envoyée au chauffage de l’engin.

Ingénieurs

"De temps en temps, les ingénieurs envoient des commandes à Voyager 1 pour allumer certains de ses radiateurs et réchauffer les composants qui ont été endommagés par les radiations au cours des décennies", a expliqué Bruce Waggoner, responsable de l’assurance de la mission.

Signal

Quant à la mise en route de Voyager, elle est due au fait qu’il soit passé sur l’émetteur de la bande S, moins énergivore, après le silence de l’émetteur bande X. Ainsi, malgré son signal affaibli, les ingénieurs des stations terriennes du Deep Space Network ont pu le localiser après un silence de 43 ans.

Transmission

Il est maintenant désormais possible d’envoyer des commandes jusqu’à l’engin (la dernière transmission a été faite le 22 octobre 2024), mais les ingénieurs ne perdent pas espoir de rétablir une connexion avec la bande X afin de comprendre ce qui a pu arriver et essayer de remettre en marche Voyager 1.

L'humanité « vit dans le mensonge »

L'astronaute Ron Garan.

Après 178 jours dans l'espace, l'astronaute Ron Garan a fait une découverte troublante : l'humanité "vit dans le mensonge". En observant la Terre depuis l'ISS, il a réalisé l'ampleur des défis qui nous attendent et a appelé à un changement radical de perspective.

Chercheurs

Si les géologues et les chercheurs ont longtemps étudié les caractéristiques uniques de la Terre, offrant des perspectives sur la manière dont l'humanité peut améliorer ses conditions de vie, la plupart de leurs conclusions soulignent l'importance de protéger notre planète et de promouvoir la durabilité.

Défis

Mais tandis que les défis de la Terre sont évidents pour ceux qui l'étudient de près, les astronautes voient les choses sous un angle beaucoup plus large.

Ron Garan

L'ancien astronaute de la NASA, Ron Garan, dans une interview avec Big Think, a partagé des idées puissantes issues de sa vision de la Terre depuis l'espace, une vision qui a offert une nouvelle perspective sur les défis de la planète.

Observations

Les observations de Garan depuis l'espace ont modifié la manière habituelle de penser la Terre. Il a commencé par souligner que la vue de la Terre depuis l'espace rend les choses « indéniablement claires ».

Astronaute

Ce qu'il a mentionné ensuite est surprenant. L'ancien astronaute a souligné que les problèmes tels que la déforestation, le réchauffement climatique et le changement climatique, considérés comme des problèmes profondément dangereux, ne sont que des « symptômes » d'un problème fondamental sous-jacent.

Chose

Garan a ajouté qu'il y a quelque chose de plus grand que les humains ne voient pas qui nécessite de s'inquiéter. Garan a décrit la beauté saisissante et la réalité crue qu'il a observée depuis l'espace.

Éclairs

« Lorsque je regardais par la fenêtre de la Station spatiale internationale, je voyais les éclairs de tempêtes électriques qui ressemblaient à des paparazzi. Je voyais des rideaux dansants d'aurores qui semblaient si proches qu'on avait l'impression de pouvoir les toucher », s'est-il exclamé.

Images

Cependant, alors que Garan observait de magnifiques images, il a également remarqué quelque chose de préoccupant. « J'ai vu l'incroyable minceur de l'atmosphère de notre planète », a remarqué l'astronaute.

Lever de la Terre au-dessus de la Lune photographié en décembre 1968 lors de la mission Apollo 8. © NASA.

Vue

C'est cette vue même qui l'a troublé. Cette atmosphère « aussi fine qu'un papier » est tout ce qui sépare l'humanité du désastre.

Préoccupé

Garan était préoccupé par la facilité avec laquelle ce fait est éclipsé par les priorités économiques. « J'ai vu une biosphère iridescente débordant de vie. Je n'ai pas vu l'économie.

Systèmes

Mais puisque nos systèmes, créés par l'homme, traitent tout, y compris les systèmes de survie même de notre planète, comme une filiale entièrement détenue par l'économie mondiale, il est évident depuis le point de vue de l'espace que nous vivons un mensonge », a-t-il déclaré.

Incapacité

Selon Garan, l'incapacité de l'humanité à voir le tableau d'ensemble limite notre potentiel à résoudre les vrais problèmes de la planète. Il a partagé le concept de « l'effet de vue d'ensemble », que ressentent de nombreux astronautes après leur visite dans l'espace.

Changement

« Il décrit le changement que les astronautes éprouvent lorsqu'ils voient la planète suspendue dans le noir de l'espace. Il y a cette ampoule qui s'allume où ils réalisent à quel point nous sommes tous interconnectés et interdépendants », a expliqué l'astronaute.

Terre

Il a ajouté que tandis que la plupart des gens voient la Terre dans son ensemble et considèrent le reste de l'espace comme « les autres », ce n'est pas le cas.

Réalité

« Il n'y en a pas deux ». Il n'y a que nous », s'est-il exclamé. Garan a conclu : « Lorsque nous pourrons évoluer au-delà d'un état d'esprit bidimensionnel nous contre eux, et embrasser la véritable réalité multidimensionnelle de l'Univers dans lequel nous vivons.

Obscurité

C'est alors que nous ne flotterons plus dans l'obscurité, que nous quitterons la caverne, et c'est un avenir auquel nous voudrions tous faire partie. C'est notre véritable vocation. »

Cette planète à 73 années-lumière de la Terre pourrait avoir des conditions propices à la vie 

Une exoplanète avec un océan d'eau liquide / Image d'illustration générée avec IA.

À la lumière des dernières découvertes, notre compréhension de l'habitabilité des exoplanètes est repensée. Une étude récente révèle que la distribution de l'eau sur ces mondes s'avère beaucoup plus abondante que prévu, notamment sur des exoplanètes comme TOI-270d.

Formation

Située à 73 années-lumière de la Terre, cette super-Terre en cours de formation présente des caractéristiques fascinantes, telles que des interactions dynamiques entre son océan de magma et son atmosphère. Ce phénomène pourrait offrir des indices précieux sur les conditions nécessaires à la vie.

Recherche

Cette recherche a conclu qu'il existe en réalité un nombre beaucoup plus élevé de mondes riches en eau, capables de soutenir la vie, que ce que nous avions envisagé.

Eau

Elle suggère que la quantité d'eau dans ces planètes extrasolaires, notamment les super-Terres, pourrait être considérablement plus importante que nous le pensions, ce qui ouvre de nouvelles perspectives pour la recherche d'exoplanètes susceptibles de soutenir la vie.

Données

En s'appuyant sur cette étude, de l’École polytechnique fédérale de Zurich et de l’Université de Princeton, aux États-Unis, qui élargit notre compréhension de la distribution de l'eau dans les planètes et son impact sur l’habitabilité des exoplanètes.

Extrasolaires

Les résultats suggèrent que la quantité d'eau dans ces planètes extrasolaires, notamment les super-Terres, pourrait être considérablement plus élevée que nous le pensions.

Perspectives

Cela ouvre de nouvelles perspectives pour la recherche d'exoplanètes susceptibles de soutenir la vie.les dernières données concernant l'exoplanète, TOI-270d s'avèrent particulièrement éclairantes.

Découverte

Découverte en juillet 2019 par Tess, cette planète, située à 73 années-lumière de nous dans la constellation du Peintre, possède un diamètre d'un peu plus de deux fois celui de la Terre et une masse presque cinq fois supérieure.

Caroline Dorn

Caroline Dorn, astronome et professeure à l'Institut de physique des particules et d'astrophysique de l'École Polytechnique fédérale de Zurich, souligne que des « preuves y ont été recueillies de l'existence réelle d'interactions entre l'océan de magma et l'intérieur et l'atmosphère ».

Exoplanète

TOI-270d est une exoplanète qui présente des caractéristiques fascinantes, notamment sa proximité avec son étoile et son état en cours de formation.

Observations

Les observations de cette exoplanète révèlent des éléments suggérant qu'il existe un échange dynamique entre le magma qui compose son manteau interne et son atmosphère extérieure.

Interactions

Ces interactions sont cruciales pour comprendre la manière dont les planètes se forment et évoluent, et elles permettent d'apporter des éclaircissements sur le potentiel d'habitabilité de ces mondes lointains.

Télescopes

Plus spécifiquement, les données collectées par les télescopes, comme le James-Webb, montrent « que l'eau et d'autres composants peuvent remonter de l'océan de magma vers l'atmosphère, influençant ainsi les conditions de surface et la composition atmosphérique de la planète ».

Dynamique

Cette découverte est d'une grande importance, car elle suggère que TOI-270d « pourrait avoir une dynamique interne similaire à celle que l'on observe sur des planètes comme la Terre », où les « échanges entre le manteau et l'atmosphère jouent un rôle clé dans le cycle de l'eau et le maintien de conditions favorables à la vie ».

Compréhension

Ainsi, l'étude approfondie de TOI-270d et d'autres exoplanètes similaires pourrait ouvrir la voie à une « meilleure compréhension non seulement des processus géologiques en cours sur ces corps célestes, mais aussi des conditions qui pourraient potentiellement favoriser la vie ».

Vie

Caroline Dorn et ses collègues espèrent que ces résultats enrichiront le débat sur l'habitabilité des exoplanètes et mèneront à des recherches plus ciblées sur des mondes qui pourraient abriter des formes de vie.

La Lune est composée de grottes et de tunnels datant de plusieurs milliards d'années

La Lune pourrait être composée de plusieurs tunnels.

Selon une étude, la Lune serait composée de nombreux tunnels de lave solidifiée. Si cette hypothèse est avérée, cela permettrait aux astronautes de s'abriter.

Lune

La Lune est un environnement hostile, soumis sans bouclier magnétique au bombardement des rayons cosmiques et avec des variations de température considérables entre le jour et la nuit.

Chercheurs

Selon les chercheurs à l'origine de cette étude, la Lune posséderait des grottes, et même des tunnels creusés naturellement par de la lave lunaire datant de plusieurs milliards d'années, à une époque où la Lune avait une activité volcanique intense.

Astrophysiciens

De nombreux astrophysiciens et astronomes soupçonnaient déjà depuis plusieurs décennies le satellite de la Terre d'abriter des tunnels de lave solidifiée suite à de vieilles coulées de magma.

Théorie

Ce n'est qu'en 2009 que cette théorie a refait surface après qu'un vaisseau spatial japonais ait détecté la présence d'environ 200 puits sur la surface lunaire.

Tunnels

Des tunnels utiles aux astronautes ? Ces tunnels pourraient s'étendre sur 75 mètres de longueur, et certaines galeries pourraient faire des kilomètres.

Découverte

Cette découverte pourrait s'avérer d'une importance capitale puisque des colons lunaires pourraient vivre dans des tunnels de lave refroidis depuis longtemps et dont on vient de démontrer l'existence sur la Lune.

Température

Ces tunnels offriraient une température constante, "autour de 16 ou 17 degrés", alors que la Lune subit des changements très fortes entre le jour et la nuit pouvant passer de + 127 °C à – 173°C.

La première mission simulée d’un an sur Mars s’achève à Houston

Les quatre scientifiques de la Mission Chapea 1 sont sortis de l’habitat martien dans lequel ils étaient confinés depuis plus d’un an.

Le 25 juin 2023, quatre volontaires avaient été enfermés dans un habitat simulé sur Mars au Johnson Space Center (JSC) de la NASA à Houston. Le quatuor a quitté l’habitat ce samedi 6 juillet, retournant à la vie terrestre classique après 378 jours stupéfiants.

Programme

Le programme CHAPEA (Challenge for Planetary Exploration Analog) est une initiative de la NASA conçue pour simuler les conditions de vie sur Mars.

Missions

Cette série de missions analogues vise plus précisément à préparer les humains pour l’exploration de la planète rouge en testant les effets à long terme de l’isolement et du confinement, ainsi que les opérations et les technologies nécessaires pour une mission martienne.

Défis

Pour ce faire, les missions CHAPEA recréent les environnements et les défis que les astronautes pourraient rencontrer sur Mars.

Gestion

Cela inclut la gestion des ressources limitées, les communications retardées avec la Terre et l’isolement psychologique. Elles permettent également de tester les technologies et les protocoles qui seront utilisés sur la planète rouge, comme les systèmes de support de vie, les outils de communication et les stratégies de gestion des ressources.

Critères

Les critères de sélection des équipages suivent les normes de la NASA pour les candidats, astronautes, à savoir une maîtrise dans un domaine STEM (science, Technologie, Ingénierie, Mathématiques) délivrée par un établissement accrédité avec au moins deux ans d’expérience professionnelle dans un domaine STEM ou un minimum de mille heures de pilotage d’un avion.

Candidats

Les candidats ayant complété deux années de travail en vue d’un programme de doctorat en sciences, technologie, ingénierie et mathématiques, ayant obtenu un diplôme en médecine ou ayant suivi un programme pilote d’essai peuvent également postuler.

Volontaires

Les quatre volontaires pour la dernière mission de ce programme étaient Kelly Haston, Anca Selariu, Ross Brockwell et Nathan Jones. Depuis plus d’un an, ils vivaient au Mars Dune Alpha, un habitat imprimé en 3D de 158 mètres carrés conçu pour ressembler à un avant-poste isolé de la planète rouge.

Simulée

Il s’agissait de la première mission simulée d’un an de la NASA sur Mars. Pendant son séjour, l’équipage à simuler des opérations de mission, y compris des « promenades sur Mars », a cultivé et récolté plusieurs légumes pour compléter sa nourriture de longue conservation, a entretenu son équipement et son habitat.

Astronautes

Les « astronautes » ont également opéré sous des facteurs de stress supplémentaires, dont des retards de communication avec la Terre pouvant aller jusqu’à 22 minutes, des limitations de ressources et l’isolement.

Nathan Jones

Nathan Jones, médecin et responsable médical de la mission, a déclaré à sa sortie que leurs 378 jours de confinement étaient « passée rapidement ».

Expériences

Les expériences du quatuor menées à bord éclaireront la planification par la NASA de missions habitées réelles vers la planète rouge que l’agence souhaite lancer à la fin des années 2030 ou au début des années 2040.

Équipages

Deux autres missions supplémentaires sont également déjà prévues au cours desquelles les équipages continueront à effectuer des sorties spatiales simulées et à recueillir des données sur les facteurs liés à la santé physique et comportementale ainsi qu’aux performances.

Premières preuves de l’existence d’une exoplanète océan grâce au télescope spatial James Webb

L'exoplanète tempérée LHS 1140 b constitue l'exoplanète dans une zone habitable la plus prometteuse dans notre recherche d'eau liquide au-delà du Système solaire / Image d'illustration.

Une équipe de planétologues du CNRS, en collaboration avec des astronomes de l’Université de Montréal, vient d’apporter les premières preuves tangibles montrant que l’exoplanète tempérée LHS1140b pourrait être une planète océan.

Planète

Cette planète, située à environ 48 années-lumière du système solaire dans la constellation de la Baleine, avait été observée ces dernières années par les télescopes spatiaux Hubble, Spitzer, TESS et l’instrument ESPRESSO situé sur le télescope VLT au Chili.

Observations

Ces observations, sur lesquelles les équipes du CNRS et de l’Université de Montréal avaient déjà collaboré, avaient alors permis de mesurer avec précision la masse et le rayon de LHS1140b, révélant la faible densité de la planète.

Densité

Cette faible densité suggère la présence d'une épaisse enveloppe d’hydrogène et d’hélium et/ou d’une importante quantité d'eau sur la planète. 

Télescope

En observant LHS1140b en décembre 2023, le télescope spatial James Webb (JWST) et son instrument NIRISS ont démontré que la planète a aujourd’hui perdu son enveloppe d’hydrogène et d’hélium.

Résultat

Ce résultat surprenant a été confirmé par une analyse indépendante et simultanée réalisée avec un autre instrument du JWST, le NIRSpec, opérant à des longueurs d’onde différentes de celle du NIRISS.

Planète

Cela implique donc que la faible densité de la planète est due à une quantité d'eau bien plus importante que sur Terre. Compte tenu de la distance entre la planète et son étoile, cette eau a toutes les chances de se trouver au moins en partie sous forme liquide, formant des océans en surface et/ou dans la sous-surface de la planète.

Conclusion

Cette conclusion, qui constitue le premier résultat prometteur du JWST dans l’étude des planètes potentiellement habitables, sera publiée au sein de la revue The Astrophysical Journal Letters. 

Composition

De futures observations devraient permettre de caractériser la composition chimique de l’atmosphère de cette planète de type « super-Terre », qui est 1,7 fois plus grande que la Terre et 5,6 fois plus massives.

Les rayures de de la lune de Saturne Encelade sont liées à ses spectaculaires geysers

Encelade, une des lunes de Saturne.

Les mouvements des lignes de faille de la croûte gelée d’Encelade, une des lunes de Saturne, pourraient être à l’origine des panaches de matière glacée qui s’échappent du ventre aqueux de la lune, selon une équipe de chercheurs qui a récemment modélisé ces mouvements.

Image

L'image en fausses couleurs de la mission Cassini montre en bleu les fissures en "rayure de tigre" sur Encelade, la lune de Saturne.

Étude 

L’étude de l’équipe s’est concentrée sur les "rayures de tigre" d’Encelade, de longues fissures situées principalement dans les parties méridionales de la lune, que certains pensent avoir été causées par un ancien impact.

Chercheurs

D’autres chercheurs ont conclu que l’orbite irrégulière d’Encelade en était la cause : la lune décrit un arc de cercle qui s’éloigne de Saturne et en revient, ce qui fait que l’attraction gravitationnelle de cette dernière déforme la lune sous l’effet de marée, réchauffant ainsi son intérieur.

Les scientifiques qui analysent les données de la sonde Cassini ont dénombré 101 geysers en éruption sur la lune glacée Encelade. (Cassini/ NASA).

Mouvement

Aujourd’hui, une autre équipe a caractérisé le mouvement des failles en bandes tigrées dans un modèle informatique et elle a découvert de nouveaux détails sur la façon dont les jets de la lune se produisent. 

Hypothèse

Nous émettons l’hypothèse que le mouvement de glissement peut étendre les courbures transtensionnelles (par exemple, les structures de séparation) le long des irrégularités géométriques sur les bandes tigrées et ainsi moduler l’activité des jets.

Glissement

En d’autres termes, les mouvements latéraux de glissement sur les bandes tigrées de la lune contribuent aux éruptions occasionnelles de la lune.

Ce graphique illustre comment les scientifiques de la mission Cassini pensent que l’eau interagit avec la roche au fond de l’océan de la lune glacée de Saturne, Encelade, produisant de l’hydrogène gazeux. (NASA / JPL-Caltech / Southwest Research Institute).

Océan

Encelade intrigue particulièrement les scientifiques en raison de l’océan d’eau salée qui, selon eux, se trouve sous la croûte glacée de la lune.

Eau

L’eau est essentielle à la vie telle que nous la connaissons et les chercheurs peuvent avoir un aperçu de l’océan d’Encelade grâce aux panaches de matière glacée éjectés par la lune à travers les fissures évidentes de sa coquille.

Phosphore

En 2023, les espoirs astrobiologiques concernant Encelade ont été renforcés par la confirmation de la présence de phosphore, un élément constitutif de la vie, dans les panaches.

Données

En 2024, les données de la sonde Cassini ont confirmé la présence de cyanure d’hydrogène, un autre ingrédient de la vie, dans les éructations de la lune.

Panache

Le panache du Pôle Sud d’Encelade produit deux pics au cours des 33 heures que dure l’orbite de la lune. Une théorie voulait que les failles en forme de tigre s’ouvrent et se ferment, permettant à des quantités variables de matériaux de s’échapper de la lune.

Mécanisme

Mais selon le communiqué du California Institute of Technology (Caltech), ce mécanisme nécessite plus d’énergie que ce que les scientifiques attendent de l’effet de marée sur Encelade.

Hypothèse

Le modèle récent de l’équipe propose une hypothèse différente : la force du panache peut varier en intensité en raison d’un mouvement de "strike-slip" (faille décrochante), par lequel les failles se cisaillent l’une l’autre, créant des lacunes (ou « pull-aparts » ) dans les failles, ce qui permet aux jets de s’échapper.

Illustration montrant comment les panaches d’Encelade pourraient être éjectés par un mouvement de glissement des failles. (James Tuttle Keane).

Imager

Nous avons maintenant la capacité d’imager le glissement des failles, comme les tremblements de terre, sur Terre en utilisant les mesures radars des satellites en orbite.

Méthodes

L’application de ces méthodes à Encelade devrait nous permettre de mieux comprendre le transport des matériaux de l’océan vers la surface, l’épaisseur de la croûte de glace et les conditions à long terme qui pourraient permettre à la vie de se former et d’évoluer sur Encelade.

Vie

Encelade est probablement la candidate la plus prometteuse pour abriter la vie dans notre système solaire et étude après étude, on se rapproche de ce à quoi cette vie pourrait ressembler, et de la façon dont on pourrait l’apercevoir.

Site

L’étude publiée dans Nature Geoscience : Jet activity on Enceladus linked to tidally driven strike-slip motion along tiger stripes et présentée sur le site du California Institute of Technology : Enceladus Spills Its Guts through Strike–Slip Motion.

La découverte de graphène défie la théorie sur l’origine de la Lune

Une vue d'artiste d'un impact entre deux corps célestes. On considère aujourd'hui que la Lune est apparue suite à une collision de ce genre entre la Terre et un autre objet appelé Théia. © NASA / JPL-Caltech.

Des chercheurs chinois ont identifié ce matériau constitué de carbone pur dans les échantillons de la sonde Chang’e 5. Une découverte qui pourrait forcer les planétologues à reconsidérer l’histoire de la Lune.

Sonde

Toute la sphère scientifique a les yeux rivés sur Chang’e 6, la sonde chinoise qui vient de rentrer sur Terre après un voyage historique vers la face cachée de la Lune.

Résultats

Mais en attendant les résultats des premières analyses de ses échantillons, d’autres chercheurs continuent d’étudier ceux qui ont été rapportés par sa grande sœur Chang’e 5 il y a quatre ans. Et ces travaux continuent de produire des résultats fascinants.

Scénarios

Même s’il existe plusieurs scénarios possibles, il est aujourd’hui communément admis que la Lune est née il y a environ 4,5 milliards d’années lors d’une collision cataclysmique entre la Terre et Theia, une protoplanète d’une taille comparable à celle de Mars.

Impact

L’impact aurait arraché une énorme quantité de matériel qui se serait réparti dans un vaste disque orbital avant de se condenser en un nouveau corps céleste. Si cette hypothèse dite de l’impact géant est aussi prévalente depuis la fin du 20e siècle, c’est parce qu’elle est particulièrement cohérente avec les études conduites depuis quelques dizaines d’années.

Échantillons

Par exemple, on sait grâce aux échantillons rapportés par les missions Apollo que notre planète et sa voisine sont étonnamment proches au niveau géochimique.

Isotopes

Les isotopes dont la Lune est composée ressemblent beaucoup à ceux que l’on trouve dans le manteau de la Terre, ce qui pointe vers une origine commune.

Facteur

Un autre facteur important qui a largement contribué à cette théorie, c’est qu’un élément très important manque à l’appel sur la Lune : le carbone.

Élément 

Cet élément est extrêmement abondant sur Terre, et c’est même une composante fondamentale de la vie telle qu’on la connaît. En revanche, la NASA a constaté qu’il était beaucoup moins abondant dans les échantillons d’Apollo, et la théorie de l’impact géant pourrait expliquer cette faible concentration.

Modélisations

En effet, des modélisations de l’événement ont montré qu’un tel impact aurait instantanément vaporisé une immense quantité de matériel pour former une synestia un énorme “donut” de matière pulvérisée en rotation rapide.

Débris

Sous forme de gazeuse, tout le carbone contenu dans les débris se serait entièrement échappé dans l’espace avant que la synestie ne s’agglomère pour former la Lune.

Les différentes phases de la Lune. 

Chercheurs

Pour expliquer le fait que les échantillons de la NASA en contiennent tout de même des traces, les chercheurs ont conclu qu’il provenait sans doute de sources dites « exogènes », comme des météorites.

Théorie

Or, de nouveaux éléments forcent désormais les chercheurs à reconsidérer cette théorie. En 2020, une équipe de chercheurs japonais a montré qu’il existait de petites émissions d’ions de carbone un peu partout sur la Lune (voir ce papier de recherche).

Auteurs

Selon les auteurs, cela suggère qu’il existe des sources de carbone dites « indigènes ». Dans ce contexte, ce terme fait référence à du carbone directement originaire de la Lune, par opposition au carbone exogène mentionné ci-dessus.

Anecdotique

Cela pourrait sembler anecdotique, mais la présence de carbone indigène a des implications assez profondes. cela signifie que les chercheurs devront peut-être affiner le modèle de formation de la Lune qui est globalement accepté aujourd’hui, voire même le reconsidérer entièrement.

Découverte

C’est pour cela que la découverte de graphène dans les échantillons de Chang’e 5 est si excitante, ce matériel est une excellente surface d’attaque pour étudier ces différentes hypothèses. Les chercheurs chinois se sont donc intéressés à la structure des échantillons à petite échelle.

Techniques

À l’aide de plusieurs techniques de microscopie et de spectrométrie, ils ont pu déterminer ce graphène n’était âgé "que" de deux milliards d’années, ce qui est bien plus jeune que la Lune. Et surtout, ils ont constaté que la structure du graphène est cohérente avec des « processus à haute température résultant d’éruptions volcaniques ».

Fer

Selon le SCMP, cela aurait pu permettre au fer contenu dans ces zones relativement riches en carbone d’interagir avec les molécules carbonées.

Catalyse

Plus spécifiquement, cela aurait donné lieu à une « catalyse minérale » susceptible de former du graphène. Ce qui est important, c’est que cela suggère l’existence d’un mécanisme de capture du carbone sur la Lune. Ce dernier pourrait expliquer l’accumulation de carbone indigène dans les sols.

Études

Il faudra conduire d’autres études pour mieux comprendre toutes les nuances de ces phénomènes ainsi que leurs implications. Mais il s’agit déjà d’un point de départ très intéressant. Selon les chercheurs, ces découvertes pourraient bouleverser notre compréhension de la chimie lunaire et, par extension, de son histoire.

Enthousiasmant

Et le plus enthousiasmant, c’est que de nouveaux éléments pourraient très bientôt permettre aux chercheurs d’effectuer de grands progrès sur ces questions.

Sonde

En effet, la toute dernière sonde chinoise, Chang’e 6, vient de rentrer au bercail avec des échantillons tout frais. La différence, c’est que ce matériel provient cette fois de la face cachée de la Lune une région à la fois radicalement différente et très mal connue pour le moment.

Résultats

On peut donc s’attendre à ce que de nouveaux résultats fascinants émergent très rapidement, avec des implications potentiellement profondes pour le futur des sciences planétaires.