Une Lune pleine d'eau

[Sebas]

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2017-07/bu-ssn072017.php

Selon cette étude la Lune serait pleine comme une pastèque. Sera-ce de nature à rediriger la soif de conquête des Terriens vers la Lune plutôt que Mars ?
La conclusion de l'article semble y inciter : « Anything that helps save future lunar explorers from having to bring lots of water from home is a big step forward, and our results suggest a new alternative. » Il est vrai que le "laboratoire" qui est à l'origine de cette étude est le NASA Lunar Advanced Science and Exploration Research Program.

Pour ceux qui sont abonnés : https://www.nature.com/ngeo/journal/vaop/ncurrent/full/ngeo2993.html?foxtrotcallback=true

[Mustard]

[mod]Mustard: sujet déplacé dans la rubrique dédiée à la Lune. Pensez à positionner correctement vos sujets SVP, je ne comprend pas pourquoi vous l'aviez placé dans la rubrique Technique !!![/mod]

[Sebas]

Ah désolé j'ai loupé la section planétologie.

[montmein69]

Même s'il y a de l'eau incluse dans le basalte lunaire .... l'extraire pour disposer en quantité d'eau liquide utilisable ne sera pas très simple.

[Sebas]

Il est vrai qu'à 0,5 % de poids en eau ça fait plus de roche que d'eau mais ce n'est quand même pas négligeable. Cette valeur moyenne pourrait quand même cacher de fortes disparitées de concentration surtout si on ne comprend pas bien comment cette eau a pu subsister.
Enfin je me demande si la teneur des basaltes en eau n'est pas susceptible de varier en fonction de la la pression, variable, exercée lors de la fusion.
En tout cas il est notable de relever que les fragments lunaires rapportés par les missions Appollo servent encore près de 50 ans après pour des études aux résultats non négligeables. Ce qui confère toute leur importance aux missions de retours d'échantillons, automatisées ou humanisées - pas de jaloux.
Enfin on peut dire que ceux qui ont appelés ces zones sombres lunaires (inondations ou coulées basaltiques) des mers ont eu le nez creux.
Une carte parce que j'aime bien les cartes :

[Saturmir]

Même s'il y a de l'eau incluse dans le basalte lunaire .... l'extraire pour disposer en quantité d'eau liquide utilisable ne sera pas très simple.

C'est tout de même rassurant pour une éventuelle base lunaire habitable/habitée. ;)

Après c'est comme pour la planète rouge (avec en prime de l'eau, la méthanisation dans le cas Mars), théoriquement ça fonctionne, sauf qu'entre la théorie et la pratique il y a un gouffre.

Et pour prouver le concept le plus simple reste sans doute une mission robotisée, sauf que pour financer ce genre de mission y'a plus personne... :(

[Sebas]

Je n’avais pas vu, mais il y a un bel article (http://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/astronomie-lune-contiendrait-bien-plus-eau-prevu-16142/)qui a été publié par Laurent Sacco sur Futura Sciences sur ce sujet. Ils doivent être abonnés aux revues scientifiques chez Futura parce qu’il y a pas mal de précisions et une superbe vidéo de Kaguya/Jaxa dévoilant les atours si métaphysiques de la Lune. Le final de la vidéo où on voit apparaître cette splendeur minérale lapis-lazuli sur l’horizon sélène est toujours aussi saisissant.
Le scenario classique de formation (collision proto-Terre / Théia)  de la Lune semble un peu tomber à l'eau. Un tel choc aurait dû sublimer cet "excèdent" d’eau. Paradoxalement, la composition des roches lunaires semble plutôt indiquer une formation à une température a priori incompatible avec la présence d'une telle quantité d’eau, équivalente aux basaltes terrestres.

[Astro-notes]

Heu, mode humour :

Belle vidéo effectivement, mais on ne peut pas dire que la Lune sente l'humidité.  :eeks:

Fin du mode humour

[Sebas]

Des mers de poussières rocheuses à perte de vue. On en boirait presque. Mais n’oubliez pas votre maillot anti-abrasif si vous voulez piquer une petite tête. :trouille:

[montmein69]

Il est vrai qu'à 0,5 % de poids en eau ça fait plus de roche que d'eau mais ce n'est quand même pas négligeable.

Cette valeur que tu indiques fait donc 5 x 10^-3 = 50 x 10^-4



L'échelle de valeurs indiquée sur la carte indique des valeurs maximales  aux alentours de 300 ppm ( qu'on ne détecte que dans de rares régions et assez disséminées *) qu'on peut - en étant optimiste - arrondir à
500 ppm = 500 x 10^-6 = 5 x 10^-4 ce qui fait seulement 0,05 %
valeur conforme à celles qu'on lit dans d'autres articles

Les perles volcaniques ne contiennent pas beaucoup d’eau, environ 0,05 % en poids selon les chercheurs"

Donc cela fait 10 fois moins que la valeur que tu as indiquée.

Il est vrai que les termes utilisés dans les articles permettent souvent de "magnifier" les ressources en eau qu'on peut espérer réellement. Des expressions comme "La Lune contiendrait bien plus d'eau que prévu" ou "Des roches lunaires 100 fois plus riches en eau" impressionnent plus le lecteur que de dire "le basalte lunaire en contient seulement 0,05 %"  
La "mode" étant actuellement au retour voire à une implantation permanente sur la Lune (difficile à concevoir s'il faut transporter un ravitaillement régulier depuis la Terre) il peut-être tentant - sans cibler personne - de rendre cette opération moins complexe et donc plus attrayante.  

Il faudrait qu'un modèle cohérent de traitement industriel de tels basaltes soit élaboré pour qu'on se représente ce qu'il faudrait en matériel de minage, de transport, de traitement, purification ...) et en terme d'énergie consommée pour disposer d'un stock de 10 m³ d'eau potable.
Qu'il faille transporter 10 t d'eau depuis la Terre ou les extraire du basalte lunaire .... le coût serait dans les deux cas important mais la comparaison pourrait être surprenante.

* carte avec les zones où la quantité d'eau détectée dans le basalte est la plus riche d'après l'article original sur les travaux des chercheurs Ralph Milliken et Shuai Li

[Sebas]

Bien vu Montmein et mille excuses. :oops: On pourra dire qu’un excès d’enthousiasme me noya dans un dé à coudre d’eau. Moi qui croyais boire au tonneau des Danaïdes.
Je précise quand même que c’est 100 fois plus qu’attendu et que ce n’est par conséquent pas négligeable puisque cela remet en cause l’hypothèse dominante de formation de la Lune. Je m’en vais de ce pas corriger mon erreur. (Ah et bien non, on ne peut pas éditer)
Go Moon ! Go !

Édition : fotte d'ortagroffe

[Astro-notes]

@montmein69 : va-t-il falloir choisir entre arroser ses rhododendrons, soit mouiller son pastis. Terrible choix. :trouille:

[montmein69]

B
Je précise quand même que c’est 100 fois plus qu’attendu et que ce n’est par conséquent pas négligeable puisque cela remet en cause l’hypothèse dominante de formation de la Lune.

Cette remise en cause, ou en tout cas nouvelle interrogation sur la formation de la Lune est certes intéressante et ouvre des discussions dans les milieux des chercheurs dans ce domaine.

Je pense toutefois comme l'a posé de façon humoristique Astro-Notes  :

va-t-il falloir choisir entre arroser ses rhododendrons, soit mouiller son pastis. Terrible choix. :trouille:

que l'intérêt plus immédiat est celui de la possibilité de disposer d'eau dans le cadre de missions habitées séjournant soit pour une durée limitée, soit dans la perspective d'une implantation permanente comme des chantiers de prospection puis d'exploitation des "richesses" loin de la zone polaire.
Car c'est seulement cette zone polaire qui est susceptible d'offrir de la glace d'eau qu'on espère assez facilement exploitable (bien que cela soit à vérifier).*
La fabrication type ISRU sur la Lune demeure pour moi marquée d'un gros point d'interrogation. Aussi bien pour l'eau (extraite du basalte) que pour des ergols servant à faire le plein des tugs cargos chargés de décoller pour rapatrier les "richesses" récoltées.
D'ailleurs à part LOX et LH₂ obtenus par électrolyse de l'eau je ne vois pas trop quels autres ergols on pourrait synthétiser sur place  :scratch: et cela ne correspond guère à une motorisation pour ce genre d'engins)

* on se retrouve face à un dilemme entre la zone où peut se trouver un gisement de "richesses" n'importe où sur le globe lunaire et la zone polaire offrant de la glace d'eau. Un problème assez similaire -dans le principe - avec celui qu'on avait abondamment discuté à propos de Mars où les impératifs de rigueur du climat imposent de séjourner assez proche de l'équateur et où c'est aussi aux pôles qu'on a des ressources d'eau facilement exploitables.

[Sebas]

Oula, comme tu y vas Montmein ! Je dois dire que dans mon esprit je n'en étais pas à l'exploitation minière de la Lune. Mon enthousiasme dans ce domaine se limiterait à une tripotée de pseudos scientifique-touristes pour une présence permanente de l'homme sur la Lune. Encore, même là, j'ai du mal à l'imaginer ; je me demande si la technique chinoise de la présence temporaire n'est pas plus réaliste.
Quant à l'exploitation minière, je me suis déjà exprimé ici ou là, je n'y crois pas pour plein de raisons autant géologiques qu'économiques. Du moins pas dans ce siècle.
Quant à l'eau, ma foi, c'est vrai que ça reste peu, mais mieux vaut un peu que très peu comme qui dirait. Je trouve que ça ouvre potentiellement plus de possibilités ou plus de souplesse quant à une implantation humaine future. Quelques ordres de grandeur quand-même pour éviter de trop négliger ces 0,05 % :
- H2O : 1,4 % de la croûte continentale et 1,1 % de la croûte océanique,
- hydrosphère terrestre : 0,023 % de la masse de la Terre.

Mais une grande partie de mon enthousiasme résidait simplement dans la constatation de la gémellité de cet astre avec la Terre quant à la teneur en eau des basaltes. Astre qui nous accompagne de si près que parfois on en oublierait sa présence. À tel point qu'on en ignore jusqu'à sa formation ! Pourtant la Lune c'est un peu de la Terre. Ce soir toute sa face illumine la nuit en nos contrées endormies.

[Starking]

Sur la Lune, au niveau du pôle les rayons solaires arrivent selon une direction quasi-horizontale. Donc un creux peut ne jamais voir le soleil et un pic peut être éclairé en permanence. Une base située sur un sommet pourrait être alimentée en eau par de la glace prélevée dans un cratère situé à faible distance.
De plus, sur un astre dépourvu d'atmosphère, l'éclairement solaire au sol est le même au pôle qu'à l'équateur. Seule la hauteur solaire change.

[Sebas]

Tout à fait Starking, mais la nouveauté de cette étude, d'après l'article de presse de la Brown University traduit par Jacqueline Charpentier et indiqué par montmein69 :

En plus d’éclaircir le mystère de l’histoire de l’eau dans le système solaire précoce, cette recherche possède des implications pour la future exploration lunaire. Les perles volcaniques ne contiennent pas beaucoup d’eau, environ 0,05 % en poids selon les chercheurs, mais les dépôts sont importants et on pourrait extraire une quantité non négligeable.
D’autres études ont suggéré la présence de glace d’eau dans des régions sombres aux pôles lunaires, mais les dépôts pyroclastiques se trouvent dans des endroits qui sont plus faciles d’accès selon Li. Le transport de l’eau est un gros problème pour les futures missions lunaires. Si on peut réduire la quantité d’eau transportée depuis la Terre, alors cela facilitera les missions des futurs explorateurs sur la lune.

Les grands dépôts pyroclastiques par Gaddis, L. R., Staid, M. I., Tyburczy, J. A., Hawke, B. R. & Petro, N. E. Compositional analyses of lunar pyroclastic deposits. Icarus 161, 262–280 (2003).

Les numéros sur la carte postée plus haut correspondent à ces dépôts.
Les plus promoteurs, couplés à l'analyse des données du spectromètre de l'orbiteur Chandrayaan-1 (les zones rouges sur la carte) sont à mes yeux :
1 Aristarchus
3 RimaBode
7 Sulpicius (Proche des missions Apollo 15 et 17 me semble-t-il. Si des fans des missions Apollo pouvaient confirmer)
12 Dopplemayer
Bon ça fait quand-même une petite trotte depuis les pôles.

[montmein69]

Décidément .. la NASA ne se lasse jamais de faire des trouvailles déjà trouvées et de faire le buzz (à répétition*) dans la presse.... , concernant la découverte d'eau sur la Lune.



source : https://www.20minutes.fr/sciences/2324079-20180822-lune-nasa-confirme-presence-eau-glacee-surface-satellite-naturel

* il est vrai que le "6 coups" a été inventé par Colt pour la conquête de l'Ouest

[Maurice]

Si je ne m'abuse il y a quand même une différence avec les précédentes "trouvailles", ici si j'ai bien compris on parle de dépôt de glace en surface, façon couche de neige sur le sol au fond des cratères? Avant on parlait de glace dans le sol, non?

[montmein69]

Autant que je me souvienne cela fait un petit moment que l'installation d'une base était envisagée  dans le cratère Shackelton car dans ce lieu privilégié la glace d'eau était présente.

Article datant de décembre 2006 (c'était le programme Constellation qui était à l'ordre du jour)
http://www.lefigaro.fr/sciences/2006/12/06/01008-20061206ARTFIG90019-en_une_base_americaine_sur_la_lune.php

Les données nouvelles ont sans doute confirmé cela, peut-être montré qu'il y en avait une quantité plus importante et plus accessible (encore faudra-t-il confirmer cela de-visu sur place avec peut-être un rover d'exploration s'aventurant dans les zones obscures que le soleil n'atteint pas), mais le battage médiatique m'a paru un peu buzzique avec en sous-main la volonté de "pousser à la roue" pour le retour sur la Lune maintes fois évoqué .... mais qui peine à se concrétiser (cela coûte cher et le projet LOP-Gateway qui semble la première étape va déjà coûter un bras).
Le village lunaire, les maisons imprimés en 3D .... c'est le Graal ... aussi pour Jan Woerner directeur de l'ESA ....
https://www.sciencesetavenir.fr/sciences/le-village-lunaire-certains-s-y-verraient-bien_116672

Pour les sélénophiles y'a plus qu'à se lancer dans le crowfunding :lol!:

[Astro-notes]

Mais pourquoi la glace d'eau exposée au vide spatial, fut-il a l'abri du soleil, ne se sublimerait pas instantanément  pour s'évaporer dans l'espace ? J'ai du mal à voir la solution physique à ce problème ; sauf à la protéger sous une épaisse couche de terre.

[Giwa]

Mais pourquoi la glace d'eau exposée au vide spatial, fut-il a l'abri du soleil, ne se sublimerait pas instantanément  pour s'évaporer dans l'espace ? J'ai du mal à voir la solution physique à ce problème ; sauf à la protéger sous une épaisse couche de terre.

La sublimation n’est jamais une transformation instantanée, même sous très faible pression .
Ce changement d’état requiert de l’énergie et à très faible température , elle est fortement ralentie et il y a un même un seuil au-dessous duquel elle devient impossible . Pour la glace d’eau, ce seuil se situerait à 23 K selon cette étude https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016703706020461

[Astro-notes]

23 K = ~ -230 °C effectivement on est en limite de sublimation, sur la Lune même dans les zones les plus à l'abri du Soleil
on en est pas là, on est à la rigueur à 50 K ce qui voudrait dire que l'eau ne peut pas stagner même dans les caches à l'abri du soleil. Par contre rien n’interdit de croire à une présence d'eau liquide ou de glace enfouie sous le sol sélène, d'ailleurs on en revient aussi au sol martien dont il est possible de croire à de la présence d'eau dans le s/sol. Comme pour les sourciers, cette eau nous mène à la baguette  :D

Merci Giwa pour ton intervention. Le "vieux" chimiste que tu es, fait de toi un précieux conseiller. au FCS

[Giwa]

23 K = ~ -230 °C effectivement on est en limite de sublimation, sur la Lune même dans les zones les plus à l'abri du Soleil
on en est pas là, on est à la rigueur à 50 K ce qui voudrait dire que l'eau ne peut pas stagner même dans les caches à l'abri du soleil. Par contre rien n’interdit de croire à une présence d'eau liquide ou de glace enfouie sous le sol sélène, d'ailleurs on en revient aussi au sol martien dont il est possible de croire à de la présence d'eau dans le s/sol. Comme pour les sourciers, cette eau nous mène à la baguette  :D

Merci Giwa pour ton intervention. Le "vieux" chimiste que tu es, fait de toi un précieux conseiller. au FCS

 Je vais continuer mon corrigé . Petit rappel:0 K=-273,15ºC...donc 23K=~- 250ºC
Mais cela conforte ton hypothèse .

Toutefois il peut y avoir des émanations de vapeur d’eau à travers les porosités du sol qui se condensent sur la surface froide des fonds des cratères qui compensent la sublimation résiduelle ...ces quantités d’eau ayant été apportées lors de la formation de la Lune et/ou lors des impacts de comètes et d’astéroïdes ayant  formés les cratères

[Astro-notes]

:ven: Môsieur le Professeur.   :D