La Lune révèle une zone d’ombre inattendue aux rayons cosmiques

Une découverte surprenante grâce à la mission lunaire chinoise

Le système solaire est constamment traversé par des rayons cosmiques galactiques, composés de protons et de noyaux atomiques voyageant à une vitesse proche de celle de la lumière. Sur Terre, notre champ magnétique et notre atmosphère nous protègent de la majorité de ces rayonnements nocifs. Cependant, dans l’espace, cette radiation représente un danger réel pour les astronautes.

Une analyse récente des données collectées par l’atterrisseur lunaire Chang’e-4, publiée dans la revue Science Advances, révèle l’existence d’une zone d’ombre étendue aux rayons cosmiques, s’étendant depuis la Terre selon un angle inattendu jusqu’à la Lune. Bien que son étendue exacte reste à déterminer, cette région réduit de près de 20 % le flux de rayons cosmiques lorsque la Lune la traverse au cours de son orbite.

Un bouclier magnétique terrestre plus complexe que prévu

Robert F. Wimmer-Schweingruber, physicien spatial à l’Université de Kiel en Allemagne et coauteur de l’étude, explique :

« Nous avons découvert que la Terre projette une sorte d’ombre dans l’espace des rayons cosmiques galactiques. C’était inattendu, et c’est ce qui rend cette découverte particulièrement fascinante. »

Le champ magnétique terrestre, ou magnétosphère, forme une bulle protectrice autour de notre planète, avec une longue « queue magnétique » façonnée par le vent solaire. Jusqu’à présent, les scientifiques pensaient que cette protection ne s’exerçait que dans la queue magnétique ou lors du passage de la Lune à travers celle-ci. Or, les données montrent un effet en amont de la queue, comme si l’ombre de la Terre s’étendait également vers l’avant.

Wimmer-Schweingruber ajoute :

« On s’attendrait à un effet à l’intérieur de la queue ou lorsque la Lune la traverse, mais nous observons un effet en amont de celle-ci. »

Brian Flint Rauch, physicien des rayons cosmiques à l’Université de Washington à Saint-Louis (non impliqué dans l’étude), souligne l’importance de cette découverte :

« La zone observée, où le flux de rayons cosmiques est réduit du côté ensoleillé de l’orbite lunaire, en dehors du champ magnétique terrestre compressé par le vent solaire, est inattendue. Toute réduction de l’exposition aux rayons cosmiques est significative pour les futurs astronautes sur la Lune. »

Des implications pour les missions habitées sur la Lune

Une diminution de 20 % du flux de rayons cosmiques pendant une partie de l’orbite lunaire ne suffirait pas à elle seule à déterminer les périodes les plus sûres pour les sorties extravéhiculaires. Cependant, cette protection pourrait influencer les décisions en temps réel, car les combinaisons spatiales ne protègent pas contre les rayons cosmiques, contrairement aux structures métalliques des habitats ou des atterrisseurs.

Chang’e-4 : une mission pionnière sur la face cachée de la Lune

Lancée par l’Administration spatiale nationale chinoise (CNSA), la mission Chang’e-4 a marqué un tournant en devenant le premier engin à se poser avec succès sur la face cachée de la Lune, dans le cratère Von Kármán, le 3 janvier 2019. Parmi ses instruments scientifiques figurait l’expérience Lunar Lander Neutron and Dosimetry (LND), développée par Wimmer-Schweingruber et son équipe. Cet instrument a permis de mesurer le rayonnement sur la surface lunaire, révélant ainsi cette protection inattendue.

Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives pour la planification des missions habitées vers la Lune, notamment dans le cadre du programme Artemis de la NASA, qui vise à ramener des humains sur notre satellite naturel d’ici 2026.