Que peuvent faire les éclipses lunaires pour la science?

Le 20 janvier 2019, il y aura l'éclipse lunaire «Great American», où la totalité est visible dans les 50 états.

Le satellite Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA étudie la surface de la Lune depuis 2009.
NASA Goddard Scientific Visualization Studio

Le voyage de la Lune à travers l'ombre de la Terre produit l'un des paysages les plus spectaculaires et les plus impressionnants de la Nature. Mais cela peut-il nous aider à approfondir notre compréhension de la nature?

Noah Petro, Ph.D., est le scientifique de projet de la mission Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) de la NASA, qui gravite autour de la Lune depuis juin 2009. Nous lui avons expliqué ce que les éclipses de Lune peuvent faire pour la science et pourquoi nous devrions étudier la Lune. du tout.


S & T: Tout d’abord, un bref aperçu du contexte. Est-il vrai que vous avez eu un «moment d'ampoule» au collège qui vous a amené d'étudier la géologie à l'étude de la géologie planétaire?

NP: Oui, c'était à peu près ça. Mon père était impliqué dans le programme Apollo, donc je me suis toujours intéressé à l'exploration spatiale et à la Lune. Puis, au lycée, des professeurs de sciences de la Terre extraordinaires m'ont enthousiasmé pour la géologie. C'est un professeur de mon établissement de premier cycle, le Bates College, qui a déclaré: "Noé, vous aimez l'espace et vous aimez la géologie. Saviez-vous que vous pouviez faire la géologie des choses dans l'espace?" Je pensais, oh vraiment? Et c'était ça.

S & T: Vingt ans plus tard, vous êtes basé au Goddard Space Flight Center pour la mission LRO. Quels ont été les résultats les plus importants de la mission?

NP: C'est une question difficile à répondre car nous apprenons beaucoup. LRO est sur la Lune depuis près de neuf ans maintenant, et aucune mission n’a eu lieu sur la Lune aussi longtemps qu’elle le faisait auparavant. Nous réécrivons constamment notre compréhension du fonctionnement et des changements de la Lune. LRO a effectué des mesures pour limiter le taux de formation de nouveaux impacts à la surface de la Lune. Nous pouvons cartographier les substances volatiles à la surface lunaire, y compris l’eau. Nous pouvons regarder la Lune avec une caméra haute résolution et voir des caractéristiques que nous n’avons jamais vues auparavant. Nous avons identifié des gisements volcaniques qui semblent être très jeunes: des dizaines de millions d'années plutôt que des milliards d'années. LRO a inauguré une nouvelle ère de science lunaire.

De notre galerie: L'éclipse de lune du 31 janvier 2018.
Bill McGrath

S & T: Lors d’une éclipse lunaire, la surface de la Lune passe du soleil à l’obscurité, puis revient en quelques heures. Comment les scientifiques peuvent-ils utiliser cela pour en savoir plus sur la Lune?

NP: Nous pouvons utiliser un instrument thermique pour voir comment la température de la surface de la Lune change. Tous ceux qui sont allés sur une plage savent que le sable est très chaud lorsqu'il fait chaud et qu'il refroidit rapidement. Nous pouvons donc en déduire les propriétés du régolithe de la Lune de la surface de la Lune en fonction de la rapidité avec laquelle il refroidit.

S & T: Cela se fait avec des instruments à bord de LRO, plus des télescopes sur la Terre ...?

NP: Dans la dernière éclipse totale, nous n'avons pas utilisé les instruments de bord, car le vaisseau spatial est plus vieux et nous étions inquiets de ce qu'il adviendrait de la batterie. Nous rechargeons la batterie à l'aide de l'énergie solaire et, lorsque nous sommes dans l'éclipse, nous sommes dans le noir pendant une période prolongée. Nous ne voulions donc pas laisser les instruments allumés et vider la batterie. Ce que nous faisons plutôt à présent, c’est que nous faisons des observations au cours d’éclipses partielles, lorsque l’engin spatial est dans le noir pendant une période plus courte. Nous pouvons toujours faire des mesures terrestres s’il est clair où que soit le télescope.

S & T: Comment choisissez-vous les zones de la Lune à étudier pendant une éclipse?

NP: C'est une bonne question. Avec les observations de LRO, nous examinons en gros ce qui se trouve sous le vaisseau spatial au cours d’une orbite particulière au cours d’une éclipse. Pour les observations télescopiques, nous n’avons pas les mêmes limites, nous pouvons donc pointer où nous voulons. Nous connaissons les caractéristiques intéressantes de la Lune, qu'il s'agisse d'une caractéristique volcanique particulière ou d'un petit cratère d'impact frais. Il existe suffisamment de nouveaux cratères d’impact de taille moyenne, visibles de la Terre, qui constituent des cibles louables. Et, finalement, nous pouvons examiner cette fonctionnalité, puis nous regarderons ici. Nous pouvons nous déplacer dans des zones fascinantes au fur et à mesure du déroulement de l'éclipse. La grande chose à propos des éclipses de Lune est que ce sont de belles marches lentes. Il n'y a rien que vous devez déplacer très rapidement.

S & T: Pourquoi est-il important d'en savoir plus sur la surface de la lune?

NP: Faisons trois pas en arrière. Imaginez si un nouveau continent apparaissait sur la Terre et qui révélait les processus les plus anciens intervenus dans le système solaire. Nous voudrions absolument tout savoir sur cet endroit. Eh bien, cela se trouve être la Lune. Il ne reste que trois jours - il a fallu trois jours aux astronautes Apollo pour se rendre sur la Lune - et la superficie de l'Afrique est à peu près égale à celle de l'Afrique. Et la Lune elle-même enregistre les processus qui ont affecté l'ensemble du système solaire: cratères d'impact, volcanisme, tectonisme, interactions avec l'environnement spatial, tout cela est enregistré à la surface de la Lune. Chaque continent ici sur la Terre, certaines caractéristiques sur ce continent nous disent quelque chose sur le fonctionnement de la Terre. La Lune est fabuleuse car elle nous dit quelque chose sur le fonctionnement des planètes.

Donc, ici même dans notre jardin, nous avons une représentation de l’ensemble des types d’objets de notre système solaire, à l’exception des géants gaziers. Nous avons la Terre, avec de l'eau et une atmosphère, et nous avons la Lune, avec essentiellement pas d'atmosphère ni d'eau - il y a de l'eau sur la Lune, mais pas de rivières ni d'océans, etc. Et donc, là où le disque sur la Terre n’existe pas, nous utilisons la Lune pour comprendre ce qui se passe sur d’autres objets.

S & T: Les lecteurs de S & T ont-ils une dernière pensée avant les éclipses à venir?

Image composite des phases de l'éclipse lunaire dans notre galerie
wcreech

NP: Nous ne pouvons jamais sous-estimer l'importance de montrer aux gens pourquoi regarder le ciel est incroyable. Que ce soit pendant une éclipse lorsque la Lune devient rouge, ou par une belle nuit claire où la Lune ne ressemble plus qu'à la Lune, profitez de l'occasion qui s'offre à vous pour que les gens qui la regardent se montrent curieux de la Lune .

Je devrais également souligner - parce que je sais que les gens ici à Goddard voudraient que je le fasse! - En octobre, nous avons notre nuit internationale Observe the Moon. Et bien sûr, tous les anniversaires Apollo commencent cette année. Il s’agit donc d’une excellente paire d’années pour la Lune.


Lectures complémentaires

Roger Sinnott, de Sky & Telescope, parle de projets utiles pour une éclipse lunaire: "Vous n'avez besoin de rien d'autre qu'un ciel dégagé et de l'équipement très simple." (Mais rappelez-vous que les éclipses lunaires peuvent - et devraient - être savourées sans aucun matériel d'observation: "prévoyez un peu de temps pour vous asseoir et profiter de l'éclipse, aussi!")