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Selon la "Vision pour l'Exploration de l'Espace" de la NASA, des astronautes retourneront sur la Lune dès 2015. C'est une étape importante sur la route de Mars et au-delà. Sur la Lune, qui est pratiquement dans l'arrière-cour de la Terre, les astronautes devront apprendre comment vivre et survivre sur un monde étranger avant de s'essayer à de plus longs voyages vers d'autres planètes.
Cependant, nos cartes actuelles de la Lune ne sont pas très précises. Dans quelques zones, près des sites d'atterrissage des missions Apollo, par exemple, les emplacements des cratères et des arêtes sont bien connus (voir notre news). Ils ont été intensivement photographiés par les sondes spatiales et par les astronautes lunaires. Mais la plus grande partie de la surface lunaire n'est connue qu'approximativement.
... Mais qu'est-que j'ai bien pu faire de la carte ?
"Si l'on cherche à savoir où se trouve tel cratère de la face cachée de la Lune, il y a de grandes chances que l'incertitude sur sa position soit de plusieurs kilomètres", indique David Smith, scientifique au Centre Goddard de la NASA. "Même sur la face visible", ajoute-t-il, "les erreurs de positionnement peuvent aller jusqu'à un kilomètre".
Pour améliorer cette situation, la NASA projette d'envoyer un altimètre laser de haute précision tourner autour de la Lune afin de créer une carte à trois dimensions de sa surface. Un fois terminée, la carte sera si précise que nous connaîtrons mieux les détails de notre satellite que ceux de quelques régions éloignées sur Terre.
Le laser est nommé LOLA (Lunar Orbiter Laser Altimeter). Son lancement est programmé pour 2008 à bord de l'Orbiter de Reconnaissance Lunaire LRO (voir notre news). LOLA enverra des impulsions laser sur la surface. En mesurant le temps pris par la lumière pour faire l'aller-retour, LOLA en déduira les altitudes rencontrées. La précision des impulsions est de 0.6 nanoseconde, correspondant à une incertitude sur la longueur de moins de 10 centimètres.
"Dans un sens, la Lune est un objet idéal pour effectuer de telles mesures puisqu'elle n'a aucune atmosphère pour gêner la propagation des impulsions laser" précise Smith.
LOLA cartographiera la Lune pendant au moins une année, orbitant du pôle nord au pôle sud toutes les 113 minutes. Il enverra des impulsions laser 28 fois par seconde. Chaque impulsion consiste en 5 spots laser disposées en croix, cette configuration recouvrant environ 50 mètres de surface lunaire. Au total, LOLA recueillera plus de 4 milliards de mesures d'altitude.
Cartes de la Lune basées sur les relevés
de l'altimètre laser de Clementine (1994)
Après avoir tenu compte des incertitudes sur l'orbite de la sonde, l'erreur globale sur l'altitude des reliefs lunaires sera de moins d'un mètre, l'erreur en positionnement horizontal ne devrait pas dépasser 50 mètres. La carte actuelle la plus précise, issue des relevés de la mission Clementine en 1994, souffre d'incertitudes de 100 m verticalement et d'une grossière résolution horizontale de 30 kilomètres.
Cette nouvelle carte, combinée avec des images à haute résolution de la surface lunaire prise par un appareil photo à bord du vaisseau spatial, offrira de loin le meilleur modèle à trois dimensions de la Lune jamais créé.