SURFACE
DE LA LUNE
LES
DIFFÉRENTES PHASES LUNAIRES
La
Lune effectue une rotation autour de la Terre en 29.5 jours.
Le cycle des phases lunaires est créé par la lumière du Soleil qui est réfléchie
à sa surface en fonction de l'angle entre la Terre, la Lune et le Soleil.
Les
phases de la Lune dépendent de la position de celle-ci autour de la Terre. La
nouvelle lune a lieu lors de l'alignement Soleil lune terre (alignement
approximatif à cause de l'inclinaison de 5 degrés de l'orbite lunaire),
alors que la pleine lune correspond à l'alignement Soleil -Terre -Lune. La
Lune au premier quartier (lorsqu'elle dessine l'arrondi de la lettre D) est
visible en après-midi et en soirée, alors qu'au dernier quartier (dessinant
l'arrondi d'un C) elle apparaît en fin de nuit ainsi qu'en matinée.
LES MARÉES
La
Lune attire la mer par le simple fait de l'attraction
gravitationnelle. C'est ainsi qu'il se forme un
bourrelet sur l'hémisphère de la Terre faisant face à
la Lune. Mais au même instant il se produit également
un phénomène identique aux antipodes. Celui-ci est
indirectement lié à la Lune. La Terre forme un couple
physique avec la Lune et tourne autour de leur centre
commun de gravité. Ce bourrelet apparaît sur la face
opposée de la Terre en raison de la force centrifuge
induite par son mouvement de rotation sur elle-même. A
ce titre les continents se déplacent également et s'élèvent
toutes les 12 heures d'environ 40 cm à hauteur de
Paris.
Pourquoi
y a-t-il simultanément deux marées
à l'opposé l'une de l'autre ?
La
Lune tourne autour de la Terre en 28 jours par conséquent
l'oscillation a une période de 14 jours. Ce cycle ne se répète
pourtant pas à l'identique, les coefficients de marées sont
plus forts à l'équinoxe et plus faibles aux solstices. Ces
modulations plus lentes sont dues à la variation d'autres paramètres
orbitaux.
Au
cours d'un cycle annuel l'axe de rotation de la Terre sur elle même
(l'axe des pôles) oscille par rapport au plan de l'écliptique.
Lorsque la Terre, la Lune et le Soleil sont dans le même plan (équinoxe)
les effets combinés de la Lune et du Soleil sont les plus
importants créant de forts coefficients.
En
plus des cycles annuels, de nombreux autres paramètres
oscillent sur des périodes plus grandes ce qui fait que la marée
n'est jamais la même d'une année à l'autre. Il existe
cependant un cycle de 18 ans, appelé saros, proche des nombreux
paramètres orbitaux, au bout duquel la marée se répète
presque à l'identique.
Sous
l'action des forces génératrices de marée la surface des océans
ne prend pas la forme d'un bourrelet mais une forme plus
compliquée. L'image du bourrelet permet de rendre compte de
certains phénomènes.
La
surface des océans ne prend pas la forme imposée par la force
génératrice (pleine-mer au zénith et au nadir) pour plusieurs
raisons :
-
les continents forment des barrières empêchant la marée de
tourner autour de la Terre,
- si l'on suivait une pleine-mer elle devrait faire un tour de
la Terre en 24h50' or aucune onde ne peut aller aussi vite dans
l'océan. La vitesse de propagation des ondes dépend de la
profondeur, elle est maximale au dessus des grandes plaines
abyssales et diminue très fortement au voisinage des côtes,
- la force de Coriolis vient compliquer la propagation des ondes
: elles ont tendance à tourner dans le sens contraire des
aiguilles d'une montre et en laissant la côte sur leur droite
dans l'hémisphère Nord.
Pour
ces différentes raisons la marée est une onde stationnaire
tournant autour de points fixes appelés points amphidromiques où
l'amplitude de la marée est nulle. Plus précisément, chaque
composante de la marée possède une structure bien définie, la
marée réelle étant la superposition de toutes les
composantes.
La
Lune ne possède ni de champ magnétique ni d'atmosphère.
Les
forces gravitationnelles entre la Terre et la Lune provoquent les marées
ainsi qu'un éloignement de notre satellite(3.8 centimètres par an).La
Lune n'a aucune atmosphère. Mais la sonde Clémentine nous a laissé supposer
qu'il pouvait y avoir de la glace d'eau dans quelques cratères profonds près
du pole sud de la Lune qui est ombragé en permanence. Cela a été confirmé
par la sonde Lunar Prospector. Il y a également de la glace au pole nord.
DE
L' EAU GELÉE SUR LA LUNE
Le
5/03/1998 la
sonde Lunar Prospector a détecté la présence d'eau,
sous forme de glace, au fond de
plusieurs cratères situés au pôle Sud, dans la région du
bassin d'Aitken, et au pôle Nord.
D'après
des données de la sondes Lunar Prospector, la Lune posséderait
de la glace au fond de certains cratères. Il ne s'agit pas
d'une banquise mais d'eau congelée, mélangée au régolithe,
cette couche de poussières de 10 m d'épaisseur recouvre le
sol. Elle proviendrait de la chute de météorites et de comètes,
il y a des millions et peut-être des milliards d'années. Dans
le froid polaire qui règne au fond des cratères (- 230°) la
glace peut en effet se conserver éternellement.
Lunar Prospector a terminé sa mission, le 31 juillet 1999, en
s'écrasant au fond d'un cratère, près du Pôle Sud. Le crash
devait provoquer un nuage de poussière dans lequel les
scientifiques espéraient observer de la vapeur d'eau et obtenir
une preuve supplémentaire de l'existence d'eau dans le sous-sol
sélène. Mais le résultat s'est avéré négatif.
Du
fait de l'absence d'atmosphère, la température peut y
atteindre les 125 °C au Soleil et -175 °C à l'ombre.
LA
STRUCTURE INTERNE DE LA LUNE
Lors
des missions Apollo des sismomètres ont été mis en place. Les
séismes d'origines internes qui ont été enregistrés n'ont
pas dépassé la magnitude 3 sur l'échelle de Richter.
La Lune possède
un champ magnétique d'une extrême variabilité. C'est comme si
la Lune avait une collection de petits aimants enfouis au hasard
sous sa surface.
Elle est entourée d'une atmosphère très riche en sodium, qui
s'étend jusqu'à 9 rayons lunaires.
- une écorce de 60 km à 100 km d'épaisseur
- un manteau de 1 000 km d'épaisseur
- un noyau de 700 km d'épaisseur,
une température de 1 500°C,
composé de fer.
PROGRAMME
LUNA
Le
premier objet fabriqué par l'homme à atteindre la Lune fut
la sonde soviétique Luna
2, qui s'y écrasa le 14 septembre 1959
à 21:02:24 Z. La face cachée de la Lune a été photographiée
pour la première fois le 7 octobre 1959 lorsque la sonde
automatique Luna
3, également lancée par l'Union
soviétique, passa derrière la Lune. Luna 9 fut la première
sonde à se poser sur la Lune (plutôt que de s'y écraser) ;
elle retourna des photographies de la surface lunaire le 3
février 1966.
Le premier satellite
artificiel de la Lune fut la sonde soviétique Luna
10, lancée le 31
mars 1966. Le 17
novembre 1970, Lunokhod
1 fut le premier véhicule robotisé à explorer sa
surface.
Le
24
décembre 1968,
les membres de l'équipage d'Apollo
8 (Frank
Borman, Jim
Lovell, et William
Anders) furent les premiers humains à apercevoir
directement la face cachée de la Lune. Les premiers humains à
se poser sur la Lune le firent le 20
juillet 1969.
Ce fut le point culminant de la course spatiale engagée entre
les États-Unis
et l' URSS,
alors en pleine guerre
froide. Le premier astronaute
à poser le pied sur la Lune fut Neil
Armstrong, le capitaine de la mission Apollo
11. Les derniers hommes à marcher sur le sol lunaire furent
le scientifique Harrison
Schmitt et finalement l'astronaute Eugene Cernant, lors de la mission
Apollo
17 en décembre 1972.
Au total, douze hommes marchèrent sur la Lune.
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DATE
DU LANCEMENT
ET DU RETOUR
|
DURÉE
DU VOL
|
PROGRAMME
DU VOL |
|
APOLLO
7
|
11/10/1968
20/10/1968
|
260
h 09 minutes
|
Mise
en orbite terrestre basse
|
|
APOLLO
8
|
21/12/1968
27/12/1968
|
147
h 01 minutes
|
1er
expérience lunaire. Le module a effectué 10 révolutions
autour
de la Lune.
|
|
APOLLO
9
|
03/03/1969
13/03/1969
|
241
h 01 minutes
|
Mise
sur orbite terrestre basse. Sortie dans
l’espace de 67 minutes de
Mr
Schweickart.
|
|
APOLLO
10
|
18/05/1969
26/05/1969
|
192
h 03 minutes
|
Expérience
lunaire. Le module lunaire c’est approché è
15 km de la surface.
|
|
APOLLO
11
|
16/07/1969
27/07/1969
|
195
h 19 minutes
|
1er
alunissage d’un vaisseau piloté sur la Lune
dans la Mer de la Tranquillité le 20/07/1969 à
20 h 17 minutes. Dépôt d’une station
scientifique au cours d’une sortie de 2h 40
minutes sur la Lune. Collecte de 22
kilogrammes d’échantillons du sol.
|
|
APOLLO
12
|
14/11/1969
24/11/1969
|
244
h 36 minutes
|
Alunissage
dans l’ Océan des Tempêtes. Deux sorties :
de 3 h 56 minutes et de
3
h 45 minutes sur le sol. Prélèvement de
34 kilogrammes d’échantillons du sol.
|
|
APOLLO
13
|
11/04/1970
17/04/1970
|
142
h 55 minutes
|
Mission
lunaire avortée par suite d’une explosion à
dans un réservoir d’oxygène d’un module de
service, à 330 000 km de la Terre.
|
|
APOLLO
14
|
31/01/1971
09/02/1971
|
216
h 02 minutes
|
Alunissage
dans la région du cratère Fra Mauna. Deux
sorties : de 4 h 48 minutes et de 4 h 35
minutes. Prélèvement de 43 kg d’échantillons.
|
|
APOLLO
15
|
26/07/1971
07/08/1971
|
295
h 12 minutes
|
Alunissage
dans la région du mont Hadley. 1ère
mission lunaire Apollo à programme scientifique
renforcé. Trois sorties : de 6 h 33
minutes, 7 h 12 minutes et 4 h 50 minutes.
Collecte de 77 kg de roches lunaires.
|
|
APOLLO
16
|
16/04/1972
27/04/1972
|
265
h 51 minutes
|
Alunissage
dans la région du cratère Descartes. Trois
sorties : de 7 h 11 minutes, 7 h 23 minutes
et 5 h 40 minutes. Collecte de 96 kg de roches
lunaires
|
|
APOLLO
17
|
07/12/1972
19/12/1972
|
301
h 52 minutes
|
Alunissage
dans la région Taurus Littrow. 1ère
participation d’un scientifique
(H. Schmitt, géologue).
Trois sorties : de 7 h 12 minutes, 7 h 37
minutes et 7 h 15 minutes. Collecte de 110 kg
d’échantillons du sol.
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Les différents
atterrissages sur la Lune.
LE PREMIER
PAS SUR LA LUNE
La
mission Apollo 11 est la première à avoir conduit des humains
sur la Lune. C'est la troisième mission à avoir approché la
Lune, après Apollo 8 et Apollo 10, et la cinquième habitée du
programme Apollo. Lancée le 16 juillet 1969, Apollo 11 emporte
le commandant Neil Armstrong, le pilote du module de commande
Michael Collins et le pilote du module lunaire Edwin " Buzz
"
Aldrin. Le 21 juillet, Armstrong et Aldrin deviennent les
premiers hommes à marcher sur la Lune, tandis que Collins est
en orbite autour de l'astre.
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Équipage
: Armstrong, Collins et Aldrin |
La
mission Apollo 11 sur la Lune |
Apollo
11 accomplit la volonté du président John F. Kennedy, prononcée
dans un discours en 1961, qui était de se poser sur la Lune
avant la fin des années 1960 : "Je crois que cette
nation devrait elle-même atteindre l'objectif, avant la fin de
cette décennie, de poser un homme sur la Lune et de le ramener
sain et sauf sur Terre".
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Buzz
Aldrin marchant sur la Lune |
L'un
des tout premiers pas sur la Lune, l'empreinte de Buzz
Aldrin, NASA |
Un
total de 385 kg d'échantillons de roche a été rapporté sur Terre par les
sondes Apollo. Ceux-ci fournissent la plupart de notre connaissance détaillée
de la Lune. Ils sont particulièrement précieux dans cela qu'ils peuvent être
datés. Même aujourd'hui, 25 ans après le dernier alunissage, les
scientifiques étudient encore ces échantillons précieux.
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