Les États-Unis et la Chine se préparent à s’installer durablement sur la Lune, mais sont confrontés à des défis comme les radiations cosmiques et les séismes lunaires. Des missions sont prévues pour mieux comprendre ces phénomènes, notamment au pôle Sud de la Lune. À l’ISAE-Supaero, des chercheurs travaillent à une présence durable de l’Homme sur la Lune et une équipe étudie des instruments pour détecter les séismes et les impacts de météorites, afin d’évaluer les risques pour les futures bases humaines sur la Lune. Raphaël Garcia, chercheur en géophysique des planètes à l’ISAE-Supaero, nous explique l’importance de l’étude de la sismologie lunaire.
Alors que les États-Unis travaillent à retourner sur la Lune, dans le cadre du programme Artemis et que la Chine s’y prépare également de son côté, ces projets ambitieux sont confrontés à de très nombreux défis technologiques, opérationnels, logistiques et « environnementaux ». Parmi les obstacles majeurs et naturels à une présence humaine sur le long terme, on citera les radiations cosmiques, qui font l’objet d’études approfondies pour identifier des solutions de protection efficaces, et la sismicité lunaire.
Les missions Apollo ont révélé l’existence de tremblements de Lune, causés par le refroidissement progressif de notre satellite, créant la formation de fissures dans son manteau et occasionnant des mouvements de terrain. Bien que ces séismes ne soient pas provoqués par des mouvements de plaques tectoniques comme sur Terre, ils peuvent néanmoins provoquer des éboulements de terrains et compromettre la stabilité des infrastructures humaines sur la Lune.
Afin d’anticiper les risques sismiques et ceux liés aux impacts de météorites sur la Lune, en particulier au pôle sud où devrait se concentrer l’essentiel de l’activité humaine quand il sera question de séjours prolongés et de présence durable, des recherches en sismologie sont en cours.
Les agences spatiales américaines et chinoises prévoient des missions visant à mieux comprendre l’activité sismique de la Lune. La mission chinoise Chang’e 7, évoquée dans un précédent article, se posera en 2026 sur le bord illuminé du cratère Shackleton, situé au pôle Sud, tandis que la Nasa finance et participe à l’atterrisseur lunaire de la société Draper qui se posera en 2025 dans le cratère Schrödinger, près du pôle Sud de la Lune mais côté face cachée. Ces deux missions embarqueront des sismomètres pour enregistrer le rythme et la puissance des tremblements de Lune sur une période prolongée, permettant ainsi d’évaluer leur gravité et de mieux comprendre la structure géologique de la Lune.
Lors des missions Apollo, l’intensité des tremblements de Lune les plus forts mesurés était similaire à celle de séismes de magnitude 5,5 sur Terre.
À cet égard, des chercheurs de l’ISAE-Supaero s’engagent dans des programmes visant à relever les défis techniques liés à une présence humaine durable sur la Lune. Ainsi, le groupe de recherche Systèmes spatiaux pour la planétologie et ses applications se focalise sur la sismologie lunaire, en particulier avec la suite instrumentale Farside Seismic Suite (FSS) à bord de l’atterrisseur Draper. Cette suite instrumentale, fournie par le JPL-Nasa, bénéficie également de la contribution du Cnes et de l’Institut de physique du globe de Paris, qui fournissent un des capteurs du modèle de rechange de l’instrument Seis de la mission InSight (2018).