Lune

La Lune est le seul satellite naturel de la Terre

Distance moyenne au Soleil	384 400 Km
Diamètre	3 476 Km
Masse	7,35 x 1022 Kg

Appelée Luna par les Romains, Selene et Artemis par les Grecs, ainsi que beaucoup d'autres noms dans d'autres mythologies, la Lune, bien sur, est connue depuis les temps préhistoriques.

C'est le second objet le plus lumineux dans le ciel après le Soleil, comme elle tourne autour de la Terre, environ une fois par mois, l'angle entre la Terre, la Lune et le Soleil varie au cours des nuits et s'accompagne de changement d'apparences  qui constituent le cycle des phases lunaires. Le temps séparant deux nouvelles Lunes successives est de 29,5 jours (709 heures), légère différence avec la période orbitale de la Lune (mesurée par rapport aux étoiles) puisque la Terre bouge d'une distance significative dans sa rotation autour du Soleil pendant ce temps.

De par sa taille et sa composition, la Lune possède de nombreux point commun avec les planète de type terrestre comme Mercure, Vénus, la Terre ou Mars.

La Lune fut visitée en premier par la sonde spatiale russe Luna 2 en 1959. C'est le seul corps extraterrestre à avoir été visité par des humains. Le premier alunissage date du 20 juillet 1969, le dernier fut en décembre 1972. La Lune est aussi le seul astre duquel des échantillons ont été ramené sur Terre. En été 1994, la Lune a été cartographiée de manière approfondie par la petite sonde spatiale Clementine.

Les forces gravitationnelles entre la Terre et la Lune sont responsables de beaucoup d'effets intéressants. Celui qui est le plus souvent observé est le phénomène des marées. L'attraction gravitationnelle de la Lune est plus forte du côté de la Terre le plus proche de la Lune (= côté terrestre) et plus faible du côté opposé (= côté opposé). Puisque la Terre, et particulièrement les océans, n'est pas parfaitement rigide, elle est allongée le long de l'axe Terre - Lune. Si nous représentions la surface terrestre sur un plan, nous verrions deux petits renflements, un dans la direction de la Lune et l'autre dans la direction opposée. L'effet est plus fort au niveau des océans qu'au niveau de la terre ferme si bien que les renflements sont plus importants. Et parce que la Terre tourne plus vite que les mouvements de la Lune dans son orbite, les renflements se déplacent autour de la Terre environ une fois par jour ce qui donne deux marées hautes par jour.

Mais la Terre n'est pas complètement fluide non plus. Sa rotation entraîne les renflements dans une position légèrement en avant du point directement en dessous de la Lune. Ceci signifie que la force entre la Terre et la Lune n'est pas exactement le long de l'axe reliant leurs centres ce qui produit une déformation par torsion de la Terre et une force accélératrice sur la Lune. Ceci produit un transfert net de l'énergie rotatoire de la Terre à la Lune, ralentissant la rotation de la Terre d'environ 1,5 millièmes de seconde par siècle et place la Lune dans une orbite plus haute d'environ 3,8 cm par an (l'effet opposé se passe pour les satellites avec des orbites inhabituelles tels que Phobos et Triton).

La nature asymétrique de cette interaction gravitationnelle est aussi responsable du fait que la Lune tourne de manière synchronisée ce qui lui permet par exemple d'être en phase avec son orbite si bien que c'est toujours le même côté qui se trouve face à la Terre (côté terrestre). Tout comme la rotation de la Terre qui est maintenant ralentie par l'influence de la Lune, la rotation de la Lune fut ralentie dans un passé lointain par l'action de la Terre, mais dans ce cas l'effet était encore plus fort. Quand la vitesse de rotation de la Lune fut ralentie jusqu'à égaler sa période orbitale (de telle manière que le renflement s'est toujours trouvé face à la Terre) il n'y a plus eu de torsion décentrée sur la Lune et une situation stable fut atteinte. La même chose s'est passée pour la plupart des autres satellites du système solaire. Peut être qu'un jour, la rotation de la Terre sera ralentie jusqu'à égaler la période lunaire comme c'est déjà le cas pour Pluton et Charon.

Actuellement, la Lune paraît osciller un peu (à cause de son orbite légèrement non circulaire) si bien que quelques degrés du côté opposé peuvent être vus de temps en temps, mais la majorité de ce côté (gauche) était totalement inconnu jusqu'à ce que le vaisseau spatial russe Luna 3 le photographie en 1959 (Rem : il n'y a pas de "côté noir" de la Lune ; toutes les parties de la Lune sont éclairées la moitié du temps. Mais dans le passé l'utilisation de ce terme "noir" était synonyme de "inconnu" ce qui portait à confusion)(A l'opposé : "l'Afrique noire" mais dans ce cas aussi, le terme "noire" n'est plus valide aujourd'hui !).

La Lune n'a pas d'atmosphère mais le témoignage de Clémentine a suggéré qu'il pouvait y avoir de la glace dans certains cratères profond près du pôle sud de la Lune, lesquels sont constamment dans l'ombre. Ceci a maintenant été confirmé par Lunar Prospector. Il y a aussi apparemment de la glace au pôle nord. Le coût de la future exploration lunaire va devenir meilleur marché !

La croûte lunaire a une épaisseur moyenne de 68 km et varie essentiellement de 0 au niveau de la Mer Crisium à 107 km au nord du cratère Korolev se trouvant du côté lunaire opposé. Il y a un manteau en dessous de la croûte et probablement un petit noyau (environ 2% de la masse lunaire et d'environ 300 km de rayon). Différent du manteau de la Terre cependant, celui de la Lune est seulement fondu partiellement. Curieusement, le centre de masse de la Lune est décalé à partir de son centre géométrique d'environ 2 km en direction de la Terre. Tout aussi curieux, la croûte est moins épaisse dans la zone terrestre.

Il y a deux types de terrains primaires sur la Lune : les plus gros cratères et les très vieilles montagnes ainsi que la relative douceur et les plus jeunes mers. Les mers (qui couvrent environ 16% de la surface lunaire) sont d'immenses impacts de cratères qui furent plus tard submergé par de la lave en fusion. Une grande partie de sa surface est couverte par de la régolite, un mélange de fine poussière et de débris de roches produit par des impacts de météorites. Pour certaines raisons inconnues, les mers sont concentrées du côté terrestre.

La plupart des cratères du côté terrestre sont nommés par des fameuses figures dans l'histoire de la science tel que Tycho, Copernic et Ptolémée. Les éléments du côté opposé ont plus de références modernes tels que Apollo, Gagarin et Korolev (avec un penchant marqué pour les Russes depuis que les premières images de ce côté ont été obtenues par Luna 3). En plus des éléments familiers du côté terrestre, la Lune possède aussi les énormes cratères "Pôle Sud - Aitken" sur le côté opposé lequel a un diamètre de 2250 km et une profondeur de 12 km ce qui en fait le bassin avec le plus large impact dans le système solaire et "Orientale" sur le côté ouest (comme vu de la Terre au centre de l'image ci-contre) lequel est un splendide exemple d'un cratère multi-pistes.

Les programmes Apollo et Luna ont ramené sur Terre un total de 382 kg d'échantillons de roche. Ceux-ci ont permis d'avoir une connaissance détaillée de la Lune. Ils sont particulièrement intéressants car ils peuvent être datés. Même aujourd'hui, presque 30 ans après le dernier alunissage, les scientifiques étudient encore ces précieux échantillons. La plupart des roches de la surface lunaire semble être âgé de 4,6 à 3 milliards d'années. Cela donne une comparaison intéressante avec les plus anciennes roches  terrestres lesquelles sont rarement âgées de plus de 3 milliards d'années. Ainsi la Lune fournit des preuves sur l'histoire ancienne du système solaire lesquelles ne sont plus présentes sur la Terre.

Avant l'étude des échantillons d'Apollo, il n'y avait pas d'accords sur l'origine de la Lune. Il y avait trois théories principales : la co-accrétion qui affirme que la Lune et la Terre se sont formées en même temps à partir de Solar Nebula ; la fission qui affirme que la Lune s'est détachée de la Terre; et la capture qui dit que la Lune s'est formée ailleurs et a été par la suite capturée par la Terre. Aucune de celles-ci n'est vraiment bien.

Mais les informations nouvelles et détaillées provenant des roches lunaires conduisent à la théorie de l'impact: celle-ci dit que la Terre est entrée en collision avec un objet très large (aussi grand que Mars voir plus) et que la Lune s'est formée à partir de matériaux éjectés. Il y a encore des détails qui doivent être résolu, mais la théorie de l'impact est maintenant largement acceptée.

La Lune ne possède pas de champs magnétique global. Mais quelques roches de sa surface produisent un magnétisme rémanent (qui subsiste après la disparition du champ inducteur) qui indique qu'il y a pu y avoir un champ magnétique global plus tôt dans l'histoire de la Lune. Sans atmosphère et sans champ magnétique, la surface lunaire est exposée directement au vent solaire. De par leurs temps de vie de 4 billions d'années, quelques ions d'hydrogène appartenant au vent solaire ont été conservé dans la régolite de la Lune. Donc les échantillons de régolite rapportés par la mission Apollo permettent des études sérieuses sur le vent solaire. Cet hydrogène lunaire peut aussi être parfois utilisé comme carburant de fusées.