Sur la face cachée de la Lune, le rover chinois Yutu-2 explore depuis janvier 2019 un paysage qu’aucun être humain n’a jamais foulé. Déposé par l’atterrisseur Chang’e 4, cet engin de 140 kg est le premier à opérer sur cet hémisphère isolé, privé de liaison radio directe avec la Terre. Au fil de son périple, ses instruments ont mis au jour une anomalie géologique majeure : de vastes dépôts souterrains et des billes de verre translucide intactes, là où les modèles scientifiques ne prédisaient que de la poussière grise et du basalte.
Le mystère des deux visages lunaires et le bassin Pôle Sud-Aitken
Souvent appelée à tort « face sombre », la face cachée reçoit autant de lumière solaire que la face visible, alternant des jours et des nuits de deux semaines terrestres. Le verrouillage gravitationnel la maintient toutefois tournée à l’opposé de la Terre en permanence. Lorsque la sonde soviétique Luna 3 en a transmis les premiers clichés en octobre 1959, les scientifiques ont découvert un contraste saisissant, connu sous le nom de dichotomie crustale lunaire.
La face visible possède une croûte fine (30 à 40 km) recouverte à près de 30 % par de vastes plaines volcaniques sombres, les mers lunaires (maria). Elle est riche en éléments radioactifs (thorium et uranium) et en composants KREEP (potassium, terres rares, phosphore), dont la désintégration a longtemps maintenu le manteau chaud et alimenté le volcanisme. À l’inverse, la face cachée présente une croûte épaisse de 60 à 70 km, composée presque entièrement d’anorthosite pâle et criblée de cratères, où le basalte ne couvre qu’à peine 1 % du terrain.
Yutu-2 évolue dans le cratère Von Kármán (186 km de diamètre), lui-même niché au cœur du bassin Pôle Sud-Aitken. Ce dernier est le plus grand, le plus profond et le plus ancien cratère d’impact connu sur la Lune : il s’étend sur plus de 2500 km de large et s’enfonce de 8 à 13 km dans la croûte. Il est né il y a environ 4,3 milliards d’années lorsqu’un astéroïde de 200 km de diamètre a percuté la Lune à plus de 15 km/s, transformant la région en un océan de magma liquide qui a mis des centaines de milliers d’années à se solidifier.
Une anomalie souterraine révélée par le radar
Pour sonder ce sous-sol, Yutu-2 utilise un radar à pénétration de sol doté de deux canaux : une haute fréquence à 500 MHz pour imager finement les 40 premiers mètres, et une basse fréquence à 60 MHz capable de descendre à plusieurs centaines de mètres. Les chercheurs de l’Académie chinoise des sciences s’attendaient à trouver un mégarégolithe chaotique surmontant une épaisse dalle de lave basaltique refroidie. Les relevés ont montré tout l’inverse :
- De 0 à 12 mètres : un sol lunaire extrêmement fin et uniforme, presque dépourvu de rochers.
- De 12 à 24 mètres : une couche grossière remplie de milliers de blocs rocheux imbriqués.
- De 24 à près de 90 mètres : une séquence étonnante de matériaux transparents aux ondes radio, laissant passer le signal haute fréquence jusqu’à 50 mètres sans perte ni diffusion.
Dans le basalte lunaire classique, le fer et le titane absorbent rapidement l’énergie radar. La netteté du signal prouvait que le sous-sol était presque totalement dépourvu de fer, rempli d’un matériau pur et de faible densité agissant comme une fenêtre pour les ondes radio.
Des billes de verre translucide à la surface
En parallèle, la caméra panoramique du rover a repéré au bord d’un jeune cratère de 2 mètres plusieurs globules sphériques lisses, de couleur ambre pâle et brun thé. Contrairement aux billes volcaniques microscopiques (moins de 1 mm) rapportées par les missions Apollo, ces sphères de verre translucide mesurent entre 1,5 et 2,5 cm de diamètre et ne présentent aucune fracture interne, malgré des écarts thermiques de près de 300 °C (de 120 °C le jour à -173 °C la nuit) et le bombardement incessant de micrométéorites.
Les modélisations de l’équipe du Dr Zhiyong Xiao montrent que pour former une bille de verre de 2 cm sans bulles ni cristallisation, de la roche fondue à faible viscosité doit être projetée très haut dans le vide spatial et refroidir en plein vol pendant plusieurs minutes avant de toucher le sol. Le spectromètre du rover a confirmé que ce verre était dépourvu de fer et dominé par le feldspath plagioclase (riche en calcium et aluminium), caractéristique de l’anorthosite des hautes terres qui fond vers 1400 °C pour former un verre silicaté clair appelé maskelynite.
L’analyse des cartes de la sonde Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA a permis d’identifier la source probable : le cratère Finsen (72 km de large), situé à 250 km au nord-est. Il y a environ 3,5 milliards d’années, cet impact a liquéfié des centaines de millions de mètres cubes de croûte anorthositique, projetant des gouttelettes en fusion à travers le bassin. Protégées pendant des milliards d’années sous de fines couches de poussière, ces billes viennent d’être mises au jour par de petits impacts secondaires. Fin 2019, Yutu-2 avait déjà observé une substance sombre d’aspect gélatineux qui s’est révélée être une brèche d’impact vitrifiée, formée par la fusion instantanée du régolithe lors de la chute d’une météorite.
Une archive de la Terre primitive et un tremplin pour l’avenir
Sur Terre, la tectonique des plaques et l’érosion ont effacé toute trace des 500 premiers millions d’années. La Lune, figée, conserve intact le registre du grand bombardement tardif (entre 4,1 et 3,8 milliards d’années), époque où la Terre subissait des impacts encore plus nombreux qui ont vaporisé ses premiers océans tout en lui apportant carbone, phosphore et azote.
Pour réussir cette exploration sans visibilité directe, la Chine a placé dès mai 2018 le satellite relais Queqiao au point de Lagrange L2, à 65 000 km au-delà de la Lune. Pour survivre aux nuits lunaires à -180 °C et aux journées dépassant 100 °C, Yutu-2 se met en veille à midi et se réchauffe la nuit grâce à une source thermique au plutonium 238. Prévu pour trois mois, il détient désormais le record de longévité sur la Lune avec plus de cinq ans d’activité et plus de 1600 mètres parcourus.
En juin 2024, la mission chinoise Chang’e 6 a franchi une étape supplémentaire en rapportant sur Terre 1935 grammes d’échantillons prélevés dans le cratère Apollo, confirmant en laboratoire la présence de ces billes de verre anorthositique et permettant une datation isotopique précise.
Ces découvertes préparent directement l’installation humaine, visée par le programme américain Artemis et le projet chinois de station de recherche lunaire internationale. Le verre riche en plagioclase fond à plus basse température que le basalte : chauffé par micro-ondes ou miroirs solaires, il peut être transformé sur place en briques et en pistes d’atterrissage, évitant un transport depuis la Terre qui coûte plus de 50 000 dollars par kilogramme. Ces verres d’impact peuvent aussi piéger de l’eau issue d’anciennes comètes, complétant les réserves de glace des cratères ombragés du pôle Sud (à -240 °C). Enfin, les mesures électriques du sous-sol fournies par Yutu-2 permettront d’installer sur la face cachée des radiotélescopes basse fréquence, protégés du bruit radio terrestre par les 3474 km de roche lunaire, afin d’écouter les premiers instants de l’Univers.
Source : Nexora space
