Notre voisine : La Lune - Paléodécouvertes : Portail sciences

Notre voisine : la Lune

La Lune est le seul satellite naturel de la Terre. Elle nous est très familière puisqu’il s’agit de l’astre le plus facile d’observation dans notre ciel.
La Lune est le treizième plus grand corps du système solaire. C’est le seul grand satellite autour d’une planète tellurique (rocheuse) : Mercure et Vénus n’ont pas de satellites, quand à Mars, elle possède deux petites lunes de moins de 50 km, ce qui est extrêmement petit par rapport à notre Lune.
C’est le corps céleste le mieux connu de tout le système solaire (après notre planète) : c’est le seul astre qui a été exploré directement par des hommes. De plus, il a été  de nombreuses fois exploré par des robots.

Un premier quartier de Lune observé au télescope à la tombée de la nuit.
Grossissement : x 50

Caractéristiques  :

La Lune est le cinquième plus grand satellite d’une planète après Ganymède, Callisto, et Io satellites de Jupiter et Titan, satellite de Saturne.
Ici de gauche à  droite, en respectant l’échelle : Ganymède, Titan, Callisto,Io, La Lune, Europe, Pluton (planète naine) et Triton (Lune de Neptune).

Photomontage : NASA.

Diamètre : 3476 km (Terre : 12 750 km)

Masse : 7.10²² kg soit  1/87 celle de la Terre

Révolution synodique (autour de la Terre) :  29 J. 12 H 44 min.

Révolution sidérale (le retour à une même position par rapport à une étoile fixe): 27 J. 43 min.

Distance :      .Moyenne de la Terre : 384 300 km (1,3 s. lumière)

.Périgée : 356 400 km

. Apogée : 406 700 km

Température :   .Maximale (jour) : 120 C°

.Minimale (nuit) : -170 C°

Vitesse orbitale moyenne : 1km/s

Constante gravitationnelle, g (n/kg) : 1,6 (sur Terre g =9,8), donc on pèse six fois moins environ sur la Lune que sur la Terre.

Composants de l’atmosphère : pas d’atmosphère

Point culminant : Bord du cratère Engeldhart + 10 750 m

Point le plus bas : Cratère Antoniadi -9060 m

Un astre facile à observer :

Observer la Lune dans le ciel est facile : à l’œil nu, aux jumelles ou encore mieux au télescope !
Ce bel astre nous montre une diversité de visages : phases, éclipses, occultation d’une planète…
En voici quelques exemples.

Les différentes phases de la Lune, sont les variations du visage de notre Lune les plus faciles à observer.
De gauche à droite : premier croissant, premier quartier, lune gibbeuse croissante, pleine Lune, lune gibbeuse décroissante, dernier quartier, dernier croissant. 

 

 


Photos de l’éclipse lunaire du 27 juillet 2018.
Photo de gauche : éclipse lunaire totale à 23 heures.
La Lune est de couleur rouge car elle rentre dans l’ombre de la Terre. La seule Lumière qui peut éclairer la Lune est la lumière du Soleil reflétée dans la haute atmosphère terrestre. L’atmosphère terrestre « joue » alors le rôle de « filtre », la Lune ne reçoit donc qu’un peu de lumière de couleur rouge à sa surface. Elle apparait donc très peu lumineuse est d’une teinte rougeâtre
Photo de droite : en dessous de la Lune, Mars elle aussi de couleur rougeâtre mais sans éclipse. Photo prise à 23h15, la Lune commence à sortir de l’ombre de la Terre, son côté gauche est directement éclairé par le Soleil.

L’occultation d’une planète par la Lune est un phénomène peu commun : il s’agit du passage de la Lune devant une planète dans le ciel.
Le début ou la fin d’une occultation permet de voir la planète à côté de notre Lune et de comparer leur taille relative dans le ciel facilement.
Il s’agit ici de la fin de l’occultation de Jupiter le 14 juillet 2012. On distingue bien 3 des 4 grandes Lune de Jupiter sur cette image.

 


Observation de la lumière cendrée au télescope. Lorsque la Lune se présente comme un fin croissant, on peut voir l’ensemble de l’astre légèrement éclairé.
Le croissant de Lune est directement éclairé par le Soleil, alors que le reste de la Lune est éclairée par la Terre qui reflète la Lumière du Soleil.
Si on se situé dans la zone où l’on observe la lumière cendrée, on verrait dans le ciel un clair de Terre qui éclaire légèrement le paysage de la Lune.

Perspective lors d’un coucher de Lune : une éolienne est bien visible. Image prise à l’aide d’un télescope (grossissement : X 50).
La Lune prend une couleur orangée lors de son couché car la lumière de la Lune traverse une plus grande épaisseur de l’atmosphère terrestre. L’atmosphère joue alors le rôle de filtre. Seul les ondes lumineuses rouges et orangées arrivent à traverser l’épaisseur de l’atmosphère à l’horizon.

Le télescope est suffisant pour commencer à explorer la surface de la Lune et observer une richesse de détails.
On voit ici : la mer des crises : un grand cratère de 570 km de diamètre remplie en son centre d’une grande plaine basaltique (lave refroidie) lui donnant cette teinte grise.

Surface très cratérisée au centre / sud de la Lune. Parmi les plus gros cratères on peut ici voir Ptolémée en haut de l’image (153 km de diamètre) ou Longomontanus en bas de l’image (145 km de diamètre).
La plupart de ces grands cratères sont très anciens : ils ont été formés il y a environ 3,8 milliards d’années lors du grand bombardement tardif.
Ce bombardement a été causé par le déplacement de l’orbite de Neptune qui a perturbée la ceinture de Kuiper, provoquant de nombreuses chutes d’astéroïdes sur toutes les planètes.

La Lune : un astre « mort » ?

Cette photo a été prise le 24 décembre 1968 par Bill Anders de la mission Apollo 8 en orbite autour de la Lune

Cette photo a une symbolique très forte :

Tout d’abord le contraste entre la Lune, ce corps gris et « mort » où rien ne se passe : ni vie, ni vent (pas d’atmosphère), ni volcan actif, et les paysages assez semblables : cratères, plaines de basaltes, montagnes, le tout formant un gigantesque désert de roches et de poussières.
Le plus grand changement sur la Lune reste l’alternance entre le jour et la nuit.
Au contraire, notre planète bleue est la planète des changements : tempêtes, nuages,  volcans, tectonique des plaques….
De plus cette planète est modifiée par l’ensemble des êtres vivants ou biosphère.
Notre Terre a une diversité extrême de paysages : entre les déserts de sables, de glaces, les forêts humides, les récifs, les montagnes enneigés, les mares, lacs, mers, océans, ruisseaux, rivières, fleuves, plaines, îles et continents…

On remarque alors que cette comparaison nous montre la chance de vivre sur notre magnifique planète.
On observe aussi que sur cette image notre planète est un  petit rond bleu face à l’infini du cosmos : elle est limitée et de ce fait elle a aussi des ressources limités.

Observation d’un tunnel de lave effondré  sur la Lune. Photo prise lors de la mission Apollo 15 avec au premier plan la « jeep lunaire » et l’astronaute James Irwin.
Sur la Lune, les derniers épisodes volcaniques d’importance datent de plusieurs milliards d’années. La faible taille de la Lune a provoqué son refroidissement rapide au contraire de la Terre.

Image prise depuis l’orbite par la sonde LRO : (Lunar Reconnaissance Orbiter-Nasa). Photo du site d’atterrissage d’Apollo 11. Depuis le départ des astronautes en 1969, rien n’a bougé. On peut même observer les traînés laissées par les empreintes de pas des astronautes.
Ce site montre bien à lui seul à quel point sur la Lune les changements sont rares. On peut donc bien parlé d’un astre « mort » ou inactif du point de vue de la géologie, du climat ou de la présence de vie.

Dernières explorations de la surface lunaire :
Les missions chinoises Chang’e 3 ( 2013) et Chang’e 4 (2018).

Depuis 1976, aucune sonde n’avait atterit sur la surface lunaire.
Le CNSA (agence spatiale chinoise) a réussit en décembre 2013 l’atterrissage sur la Lune du rover Yutu qui a parcouru quelques mètres à la surface de la Lune après une défaillance technique.
En décembre 2018, une mission similaire a lieu avec le même rover, nommé Yutu 2. Sauf que cette fois ci c’est une première mondiale : c’est la première fois qu’une sonde se pose sur la face cachée de la Lune. Ainsi la Chine démontre sa place parmi les leader de l’exploration spatiale.

Photo de Chang’e 3 et Yutu 1, atterrissage en 2013 :

Ci contre, l’atterrisseur de Chang’e 3.

Le rover Yutu à côté de son lander.

Photo d’un cratère lunaire par Yutu, on observe très bien les nombreux éjectas de roches.

Photo de Chang’e 4 et Yutu 2,atterrissage en 2018 :

Descente du rover Yutu 2 de l’atterrisseur à l’aide d’une rampe.

Panorama de la face cachée de la Lune depuis l’atterrisseur Chang’e 4.

Premiers mètres de Yutu 2 sur la face cachée de la Lune.

Image prise le 30 mars 2019.

Deux échecs d’alunissage en 2019 : Beresheet (Israël) et Chadrayaan 2 (Inde)

Photo de la sonde israélienne Beresheet pendant la phase de descente vers la Lune. On peut lire « small country, big dreams ».

Le 22 février 2019, l’engin spatial est placé sur une orbite terrestre elliptique par une fusée Falcon 9. Il réussit à s’insérer en orbite lunaire le 4 avril. Au cours des jours suivants Beresheet modifie son orbite pour abaisser son périgée puis, le 11 avril 2019, entame la descente vers le sol lunaire en utilisant sa propulsion pour réduire sa vitesse. La sonde spatiale rencontre des problèmes avec sa propulsion dont le fonctionnement est interrompu avant de reprendre alors que l’altitude est déjà trop basse. L’équipe au sol perd le contact avec Beresheet alors que l’engin se trouve à une centaine de mètres de la surface de la Lune et que sa vitesse est encore de plusieurs centaines de km/h. La sonde, insuffisamment ralentie, s’écrase sur le sol lunaire.

Photo-montage de la sonde Indienne autour de la Lune.

L’orbiteur se place en orbite le et commence le recueil des données quelques jours plus tard. L’atterrisseur tente de se poser en douceur sur la surface de la Lune le 6 septembre, mais tout contact est perdu alors que l’engin spatial se trouve encore à quelques centaines de mètres de la surface. L’atterrisseur est considéré comme perdu.
Cependant la partie orbiteur de la sonde fonctionne très bien et recueille de nombreuses données.

Ces deux récents échecs démontrent qu’encore aujourd’hui il est difficile d’atterrir sur la Lune, malgré sa proximité et sa faible gravité.
Aujourd’hui, en 2019, seul trois pays ont réussit à faire atterrir des sondes sur la Lune : les États-Unis, la Russie et la Chine.