LUNE

    La Lune est l'astre le plus proche de nous. Grâce à sa présence, elle assure notre survie. Issue de la rencontre explosive entre une proto-planète et la proto-Terre, son rôle bénéfique de stabilisateur permet, à la Terre, d'avoir peu de variation autour de son axe de rotation. D'autre part, l'effet bénéfique des marées a permis à la vie de sortir des océans.  

mise à jour le 16/11/02: bienfait de la Lune et chaos.
mise à jour le 17/12/02: tir laser
mise à jour le 26/04/03: général


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  1. Présentation

Placé sur les points Lagrange, la stabilité de Cruithne y serait assurée pour quelques milliers d'années seulement   La Lune est un des  2 satellites naturels de la Terre et l'objet céleste le plus proche. L' autre, Cruithne est un astéroïde de 5 km de diamètre. Il aurait été capturé il y a quelques centaines d'années. Placé sur les points Lagrange, sa stabilité y serait assurée pour quelques milliers d'années seulement. D'autres astéroïdes ont été découverts.

 

http://a52.g.akamaitech.net/f/52/827/1d/www.space.com/images/h_asteroid_trogan_01,1.jpg

 La Lune fut longtemps vénérée comme déesse. Elle a toujours été détentrice de pouvoirs surnaturels.

   C'est l'astre le plus indispensable à la stabilité de la Terre.

La face cachée vue par Luna 3.  L'image, que nous en avons aujourd'hui, est celle que l'astronautique nous a fait découvrir depuis que Luna 1 l'a survolée, à 6 500 km, le 3 janvier 1959. Mais c'est Luna 3 qui a pris la première photo, de la face arrière, le 7 octobre 1959 à 4h30, la première diffusion ayant eu lieu le 17 octobre 1959. La photo fut prise d'une altitude entre 65 200 et 68 400 km.  Au total 29 photos furent prises. Ce fut un événement planétaire considérable. Pour la première fois, l'homme voyait la face arrière de la Lune. La tache sombre en haut à droite est la mer de Moscou  (145° E et 25° N) et la surface sombre en bas et à gauche sont Mare Marginis (80° E et 10° N) ainsi que Mare Smythii (80° E et 0°). Elles sont en bordure de la face visible et de la face cachée. Le petit cercle sombre, en bas,  à droite, c'est le cratère Tsiolkovski (130° E et 20° S).  Diamètre = 3 476 km. L'absence de mer frappa tout le monde .

 

http://nssdc.gsfc.nasa.gov/imgcat/html/object_page/lu3_phc6.html

   Hipparque mesura le 1er, le diamètre de la Lune et évalua son éloignement à 30 fois le diamètre de la Terre. Mais pendant 1 400 ans, tout fut oublié. Copernic ( 1473-1543) se déclara partisan de l'héliocentrisme d' Aristaque et ce n'est qu'en 1609 que Galilée pointa sa lunette vers la Lune. Avec un grossissement de 3 pour la distance et 9 pour la surface, il découvrit les cratères, qu'il compara aux yeux sur une queue de paon. La première carte fut dessinée par le polonais Johannès Herwel en 1638. Sur les 250 noms qui figurés sur cette carte, seuls 8 furent conservés, dont les Apennins.

    Elle est en orbite autour de la Terre à une distance moyenne de 384 400 km variant de 356 375 à 406 720 km. Elle se déplace à la vitesse de 1,023 km/s (3 700 km/h). En application de la 3ième loi de Kepler ( le cube du ½ grand axe est égal au carré des périodes), elle tourne autour de la Terre en 28,5 jours en moyenne.

D3 = T2   a   T2 = (4p2/KM)D3

  • K = 6,6873.10-11 m³.kg-1.s-2 . Constante de gravitation.

  • M = masse de l'astre en kg ( Terre= 6.1024 kg)

  • D = rayon de l'astre + distance au satellite, en m.

retour à la Terre

  1. Orbite lunaire

a Terre a tourné d'un angle a tandis que la Lune tourne autour de la Terre en effectuant autour de son axe  une rotation en  sens inverse   La Lune tourne sur elle-même (en même temps qu'elle tourne autour de la Terre) en 29,53059 jours.  C'est la révolution synodique (voir les caractéristiques). Entre les temps Ta et Tb, la Terre a tourné d'un angle a tandis que la Lune tourne autour de la Terre en effectuant autour de son axe  une rotation en sens inverse (dans un cercle, les rotations sont opposées par rapport à l'axe de rotation) de même angle a.  Pour une rotation de 1° dans un sens, il y a une contre rotation dans l'autre sens. De ce fait, la Lune nous présente toujours la même face. 

   Si la Lune ne s'était pas déplacée sur son orbite, le point A en Ta  se serait déplacé de l'angle a . Mais le déplacement de la Lune sur son orbite, fait qu'en Tb le point A est toujours face à la Terre.

  Voici le parcours que décrit la Lune en orbite autour de la Terre qui elle-même est en orbite autour du Soleil.

e parcours que décrit la Lune en orbite autour de la Terre qui elle-même est en orbite autour du Soleil.

    Un satellite artificiel à 275 km décrit une orbite autour de la Terre en 90 mn et une orbite de 24 h sera effectuée à 35 934 km de la Terre, en prenant un rayon de 6 400 km. Cette orbite sera appelée géosynchrone. Le satellite sera toujours au-dessus du même point. Ce calcul, appliqué à la Lune, indique que sa place n'est pas due au hasard.

Un tir du laser Lune au Cerga, sur le plateau de Calern      Elle nous montre toujours la même face car sa révolution sidérale est égale à sa rotation sidérale. Elle est stabilisée par gradient de gravité. Il en est ainsi pour tous les satellites de toutes les planètes. C'est une révolution synchrone, conséquence du  freinage de la rotation par effet de marée. Le moment cinétique devant se conserver, les marées ralentissent la rotation de la Terre, tandis que la Lune s'en éloigne de 3,8 cm/an. Il y a 1 milliard d'années, elle se trouvait à 280 000 km de la Terre. Ces chiffres sont issus des mesures au laser depuis le Cerga situé sur le plateau de Calern sur les hauteurs de Grasse (Alpes maritimes). Un faisceau laser est tiré (photo ci-contre) sur les réflecteurs laissés sur la Lune par les missions américaines et soviétiques. Voir § 23, ci-dessous.
http://wwwrc.obs-azur.fr/cerga/laser/laslune/laserlune_pico.jpg


http://physics.ucsd.edu/%7Etmurphy/apollo/moon_annotate.jpg

   Dans quelque milliards d'années, la Terre et la Lune se feront peut-être toujours face et le futur jour terrestre sera égal au mois futur: 50 jours. Quelles dures journées attendent nos descendants, s'ils sont toujours là, car le climat aura sérieusement changé. Une moitié de la Terre verra notre satellite, l'autre pas. Mais le Soleil jouera les perturbateurs et la durée de la journée tendra à celle de l'année. 

    Une autre découverte vient de contre-carrer ce scénario. Jacques Lascar du CNRS, qui étudie le rôle du chaos déterministe, vient de découvrir que la Lune quitterait le domaine terrestre dans une période supérieure au milliard d'années. Voir ci-dessous les bienfaits de la Lune.

  1. La libration lunaire

   Sur cette orbite la Lune fait varier sa vitesse en permanence. Son orbite est elliptique. La 2e loi de Kepler (loi des aires) impose une vitesse maximale pour un périastre (plus près de la Terre) et minimale à l'apoastre (plus moins de la Terre). Cela entraîne 2 balancements sur son axe. On appelle ceci la libration. Il y a la libration longitudinale qui est de 7°, qui donne un balancement d'avant en arrière. Mais l'axe de rotation n'étant pas parfaitement perpendiculaire à son plan orbitale, il y a une libration de bas en haut. Ainsi, la libration nous permet sur Terre d'apercevoir un peu plus de la moitié de disque lunaire, soit un peu moins de 60%. La période de libration est à peu près un mois et dans le sens horaire.

retour au paysage

  1. Caractéristiques

  • Inclinaison                       : 5° 9 mn sur l' écliptique.

  • Diamètre                          : 3 476 km      retour Europe

  • Diamètre apparent           : 30 minutes d' arc.

  • Magnitude visuelle           : -12,7

  • Masse                               : 7,349.1022 kg (81,3 fois plus faible que la Terre, autrement dit cela représente 1,2 % de la Terre (5,9736.1024 kg).

  • Températures max           : +110°C au soleil, - 200°C à l'ombre

  • Durée d'une journée        : 28,5 jours terrestres (jour = nuit = 14 jours terrestres).

  • Révolution périodique: 27,32166 jours

  • Révolution synodique: 29,53059 jours

Il faut connaître de ces quelques données:

  • l'année sidérale de 365,257 jours, est le temps mis par le Soleil pour revenir à la même position par rapport aux étoiles.

  • le mois sidéral de 27,32166 jours, est le temps mis par la Lune pour revenir à une même position par rapport aux étoiles.

  • le mois synodique de 29,53059 jours, correspond à un mouvement composé associant l'année sidérale et le mois sidéral (nouvelle Lune à nouvelle Lune).

  • le mois anomalistique de 27,55455 jours, est le temps mis par la Lune pour accomplir son "anomalie", à savoir le cycle accélérations et ralentissements entre 2 passages à proximité de la Terre (périgée à périgée).

  • le mois nodal ou encore mois draconique (associé au dragon mangeur de Lune: les éclipses) de 27,21222 jours, est le temps mis par la Lune pour aller d'un nœud ascendant (ou descendant) au suivant (période entre 2 nœuds).

    Le rapport du mois sidéral à l'année sidérale, donne:

  •  la différence entre le mois sidéral et le mois draconique.

  •  une évaluation de 18,6 ans, la période de révolution des nœuds.

  •  également la différence entre le mois anomalistique et le mois sidéral.  

Ces résultats, déduits de la théorie par Newton, expliquent l'un des aspects les plus déconcertants du Système solaire: la soumission de la Lune à plusieurs cycles bien définis. (Chaos dans le Système solaire: Ivars Peterson - Pour la Science)

  • Densité                             : 3,34 (Terre: 5,52).

  • Pesanteur                         : 1,63 (Terre : 9,81) . 
    Un homme y pèse 6 fois moins que sur la Terre, mais sa masse reste la même. Un astronaute, avec ses 180 kg de matériels sur le dos ne ressentait que 30 kg sur ses épaules. Ses muscles étant prévus pour agir sur une masse de 70 kg, il lui était très facile de se déplacer à condition de se méfier de l'inertie qui, elle, ne voyait pas la masse diminuer. Cela a entraîné des problèmes d'équilibre au démarrage et au ralentissement.

  • Gravité : lors de la mission Apollo 15, les astronautes ont démontré, en l'absence d'atmosphère, que la gravité est la même pour tous les corps. Ainsi, un marteau et une plume tombe à la même vitesse.

  • Vitesse de libération     : 2,37 km/s . Il est ainsi plus facile de quitter la Lune que la Terre. C'est ainsi que lors d'impacts très violents, des pierres sont éjectées et sont capturées par la Terre. Des pierres de Lune furent retrouvées dans l' Antarctique.

planisphère de la Lune montrant la répartition des mers sur la face visible et les continents de la face arrière. Cliquez pour agrandir.      Mais c'est cette faible vitesse qui n'a pas permis à la Lune de garder son atmosphère primitive. Les premières images ont montré une lune criblée de cratères. L'absence d'atmosphère a permis à tous les astéroïdes "traînant" à proximité, de s'y écraser. Voici une image inhabituelle de la Lune montrant la répartition des mers sur la face visible et les continents de la face arrière.

  Sa petite taille ne lui a pas permis d'obtenir une température interne élevée qui aurait pu faire fondre les roches et obtenir un dégazage important, générateur d'atmosphère. Pour un rayon 3 fois plus faible que celui de la Terre, le volume est 27 fois plus petit et la surface 9 fois moins importante. Si la Terre avait été plus petite, il aurait le visage actuel de la Lune.

   La Terre, plus grosse, constitua ainsi une bouteille thermos plus efficace pour une puissance sensiblement plus forte.

    Ci-dessous, la Lune telle que nous la connaissons avec le cratère rayonnant Tycho et au-dessus de lui: la mer des Nuées, avec à gauche la mer des Humeurs. Sur la partie supérieure gauche se trouve l'Océan des Tempêtes. Tout à droite, la mer des Crises est isolée. Au-dessous se situe la mer de la Fécondité. Sur sa gauche, la mer de la Tranquillité qui se prolonge au sud par la mer des Nectars. A gauche de la Tranquillité  il y a la mer de la Sérénité. Au dessous de cette dernière c'est la mer des Vapeurs. A gauche, la mer des Pluies et l'Océan des Tempêtes.

la Lune telle que nous la connaissons avec le cratère rayonnant Tycho

  1. Magnétisme

  Bien qu'un minuscule noyau de fer (220 à 450 km) fut détecté par Lunar Prospector  et représentant 2 à 4% de la masse lunaire, l'absence de noyau liquide ne permet pas la naissance d'un magnétisme important. Toutefois les sondes ont révélé un magnétisme qui vaut 1/500 000 de celui de la Terre qui est de 50 000 gamma. 1 gamma vaut 10-5 gauss .

  1. Barycentre

     ou centre des masses

  Le centre des masses ou de  gravité du couple Terre-Lune se situe, non pas au centre de la Terre, mais aux ¾ du rayon, soit à 4 660 km du centre. Ce point est le barycentre, autour duquel la Lune et la Terre tournent. C'est ce point qui en réalité tourne autour du Soleil.

Barycentre du système Terre Lune

  Newton a démontré que la situation actuelle est plus symétrique que Kepler ne l'avait imaginée. La gravité est un corollaire de sa 3e loi. Le Soleil n'occupe pas une place privilégié.

 Considérons le schéma de droite. Nous pouvons définir que le barycentre est un point entre 2 objets qui sont reliés par les équations ci-dessous où R est la 

le barycentre est un point entre 2 objets

Equations qui relie les masses au barycentre.

distance séparant les centres de 2 astres. Le barycentre est familièrement vu comme une balançoire. Le point d'appui d'une telle balançoire est exactement le centre des masses des personnes assises à chaque extrémité.

Voici un petit calculateur qui vous aidera à visualiser l'effet des calculs sur le barycentre.(Remarque:  Cet applet est écrit en Java 1.1, lequel est supporté par les navigateurs récents. Il travaille sous Windows et Netscape 4,7 et les plus récentes versions d'Internet Explorer, mais pas sous Unix et Mac, ni les vieux systèmes Windows).

 

Voir aussi: http://csep10.phys.utk.edu/astr161/lect/history/newtongrav.html

  1. Paysage 

 Cliquez sur l'image pour l'agrandir

cratère Shorty     Sur la Lune, il est très difficile d'apprécier les distances, car l'horizon n'est qu'à 3 km. Il n'y a pas de point de repère. Les montagnes sont érodées par le vent solaire et autres particules cosmiques. Le ciel est plus noir que l'encre noire. Les étoiles brillent en plein jour et ne scintillent pas, car il n'y a pas d'atmosphère. Le Soleil est beaucoup plus intense que sur Terre. Il n'y a pas la couche d'air pour servir de filtre. Ci-contre, Schmitt au cratère Shorty dont le diamètre fait une centaine de mètres. C'est à cet endroit que les astronautes ont découvert un sol orange, visible sur cette image. D'autre part la poussière caractérise  le paysage lunaire. Elle est partout et s'incruste tant que les astronautes ont mis 3 mois pour s'en débarrasser. Elle pénètre dans les pores de la peau. Fine comme du graphite (mine de crayon), mais abrasive. Quant à l'odeur, elle ressemble à de la poudre à canon brûlée.

http://www.apolloarchive.com/apollo/gallery/as17-137-21009_t.jpg

    Les rayons cosmiques et le vent solaire bombardent le sol en permanence. ce rayonnement est 1 million de fois plus intense que sur Terre et l'énergie, mille fois supérieure. Les particules pénètrent jusqu'à 1 mètre de profondeur. A titre indicatif, sur une durée de 50 millions d'années, le vent solaire fait arriver sur chaque cm² de surface sélène 1022 particules, dont l'énergie représente 3 millions de joules.

   La Terre apparaît 4 fois plus grosse que la Lune vue sur la Terre.  Pour voir la Terre, il faut aussi lever la tête.

   Une autre spécificité lunaire, en l'absence de champ magnétique, un astronaute peut se repérer en regardant la position de la Terre dans le ciel. Elle est fixe, mais sa position est variable selon le lieu. En effet puisque nous voyons toujours la même face, cela se traduit sur la face visible, par ce phénomène. Ainsi sur la face visible, il n'y a ni lever, ni coucher de Terre. Sauf aux régions justes situées sur les bords. Le phénomène de libration ou balancement, en est la cause. Elle avance ou retarde pour compenser les effets de marées qui la font s'éloigner irrémédiablement de nous (conservation du moment cinétique). A ces endroits la Terre se lève et se couche au gré de la libration, mais elle est toujours à la même place. Attention sur la face cachée, il est impossible de voir la Terre.

   L'absence d'atmosphère fait que le passage du Soleil à l'ombre est brutal. La température est > 100°c en plein Soleil et passe brutalement à <-100°C pour un petit coin à l'ombre.

   Pour se promener sur la Lune, il faut se méfier de l'inertie, tout comme dans une piscine lorsque nous marchons dans l'eau. Elle est causée par la différence entre la masse et le poids.

  1. Naissance

   Elle est née  10 à 50 millions d'années après la Terre . C'est le résultat d'une gigantesque collision entre une proto-Terre et un astre que l'on suppose 3 fois de la taille de Mars, possédant déjà un noyau métallique et une enveloppe silicatée. La simulation numérique à l'université de Boulder (Colorado) a montré que dans un tel scénario, seuls les 20 à 50% de matière servent à fabriquer la Lune, tandis que la moitié retombe sur Terre. C'était terminé, il y a 4,51 milliards d'années. Le Système solaire naquît, il y a 4,57 milliards d'années. 

   De cette fabuleuse collision naquirent la Terre et la Lune. Les divers modèles donnent à penser que la Lune se serait formée en une dizaine année. Cette fantastique histoire a pu être écrite grâce aux 500 kg de roches ramenées de la Lune et à l'informatique qui a pu reconstituer le scénario.

   Selon l'angle de l'impact, les modalités de formation vont intervenir sur la quantité de matériaux éjectés ainsi que sur la nature de ces matériaux, la violence du choc et l'éjection au-delà de la limite de Roche ( physicien qui détermina qu'au-dessous de 2,44 fois le rayon d'un astre tout corps ne peut pas s'agglomérer).

  La plupart des débris retombèrent sur la Terre et la gravitation fit le reste. Les matériaux éjectés furent éparpillés tout autour de la Terre et ceux qui ne retombèrent pas se sont rassemblés en un anneau de 3 à 4 rayons terrestres ( comme celui de  Saturne ), d'où ils s'agglomérèrent en noyaux, en une dizaine d'années, qui formeront ensuite la Lune par accrétion. L'accrétion d'une vingtaine de pré-lunes de 500 km, qui furent les prémices de la future Lune, dura 1 an. Cela représente que 5 à 10% des débris éjectés lors de la collision. La Lune, ainsi formée, possède une masse représentant 1% de celle de la Terre. C'est ce modèle qui explique le mieux le déficit en métaux et que la sonde américaine Lunar Prospector a démontré en découvrant un petit noyau métallique.

   Au début, la Terre tournait beaucoup plus vite sur elle-même et la Lune était beaucoup plus proche < 100 000 km. Les effets de marées ont ralenti la rotation de la Terre à 24 h et porté la distance à 380 000 km.

  1. Rôle de la Lune et chaos

  La Lune joue un rôle stabilisateur de nos conditions climatiques en maintenant la Terre sur son axe (23,5°). Si elle n'était pas là, l'axe serait incliné de 0° à 90°. En effet sa force gravitationnelle provoque un mouvement de précession de l'axe de la Terre si rapide que toute variation erratique d'inclinaison devient impossible. Si la rotation de cet axe, qui se manifeste par la précession des équinoxes, se fait au rythme de 26 000 ans, elle est suffisamment rapide pour empêcher la Terre d'entrer en résonance avec d'autres mouvements du Système solaire, et donc de connaître le chaos.*

  Ainsi, à 90°, il y a 6 mois de nuit et 6 mois de jour; les pôles sont à l'équateur. Le climat devient trop chaud et trop froid pour que la vie s'installe.

  Sans la Lune, la Terre se serait transformée en une toupie folle et la vie n'aurait jamais quitté le stade embryonnaire.

  D'autre part, c'est grâce aux marées, donc à la Lune, que la vie a pu sortir des océans.

  Hélas, par suite du recalage des vitesses sur leur orbite respective tous les 28 jours (phase de la Lune), il y a un ralentissement de la rotation de la Terre et un éloignement de la Lune à raison de 3,8 cm/an. Ainsi dans 1 milliard d'années ou plus, la Terre pourrait connaître le chaos car la Lune dépassera la distance fatidique de 68 rayons terrestres (60 actuellement). 

    Contrairement aux idées reçues, la Lune quittera donc, le domaine terrestre. En effet, il était impossible auparavant de procéder à des simulations sur des durées supérieures à 100 millions d'années. Dans ce cas-là, les effets du chaos ne se faisait pas sentir. Mais il en est autrement aujourd'hui, la puissance de calcul des ordinateurs protrait de H. Poincaré permettant de simuler bien au-delà du milliard d'années. L'influence des planètes géantes devient déterminante sur l'évolution du Système solaire. Henri Poincaré (1854 - 1912) l'a bien démontré. Dés qu'il y a plus d'une étoile ou une planète en jeu, la stabilité de l'ensemble ne peut pas être éternelle. Il proposa une méthode tout à fait originale et se trouva confronté au chaos. Dans le problème à 3 corps, la Lune refusait de se plier aux calculs. En 1889 il reçoit le prix Oscar (nom du roi de Norvège et de Suède, passionné de mathématiques, qui lui offrit 2500 couronnes) pour ses travaux: "découverte importante dans le domaine de l'analyse mathématique supérieure". Pour la petite histoire, c'est grâce à une erreur dans son mémoire qu'il arriva à ces résultats.

     Il s'inspira des travaux de Lagrange (mathématicien français: 1736 - 1813)  qui établit  un système de 12 équations.  Sa méthode, en plus des 3 dimensions habituelles, utilise 3 dimensions de vitesse (espace de phase), soit 6 dimensions par objets. Pour le problème des 3 corps (Soleil, Terre et Lune), il faut 18 dimensions. C'est ainsi qu'il put démontrer que l'ensemble est influencé par les attractions gravitationnelles réciproques, créant l'incertitude. Les simulations, à la surprise de tous les scientifiques, ont montré qu'au bout de 100 millions d'années, un erreur de 0,000 000 01 % sur les conditions initiales, atteint 100 %. Un système physique dont on connaît l' état (position et vitesse de chacun des éléments) est déterministe. Mais c'est un chaos déterministe lorsqu'il devient imprévisible, lorsque son évolution devient trop sensible aux conditions initiales: un changement infime de ces dernières peut aboutir à des évolutions totalement divergentes. On l'appelle aussi: effet papillon, par analogie aux battements d'ailes d'un papillon aux larges de l'Indonésie qui pourraient entraîner un cyclone sur l'Europe. Il est donc exclu de déterminer par simple calcul les positions exactes des corps célestes au-delà de 100 millions d'années, dans le passé comme dans le futur.

    Jacques Lascar du CNRS a démontré les effets du chaos déterministe sur le Système solaire. Il a simulé (150 000 termes, environ 800 pages d'équations) cette influence sur l'éloignement de la Lune, qui est de 3,8 cm/an, soit ~ 60 000 km en 1,5 milliards d'années, ce qui représente le 1/6 de la distance actuelle séparant la Terre de la Lune ou 9 rayons terrestres. Cette distance augmentera à cause des lois du chaos et la Lune quittera la banlieue terrestre d'une manière irréversible. L'axe de rotation de la Terre ne sera plus de 24° mais ira jusqu'à 50° ou plus. Le mouvement de précession des équinoxes passera à 43 000 ans au lieu de 26 000 actuellement, en concordance avec les mouvements planétaires. Or, qui dit accord de périodes, dit résonance et chaos. La Terre pourra se retrouver couchée à 90° pour se redresser en quelques millions d'années. Des modifications considérables du climat et de la durée du jour s'ensuivront.

  Les 2 paramètres qui influencent notre climat sont essentiellement l'orbite autour du Soleil et l'obliquité de son axe de rotation. Or ceux-ci ne sont pas stables à long terme. Ils sont responsables des périodes glacières.  L'obliquité peut varier de ~ 1° en 1 million d'années. Cela entraîne une variation de 20% de l'ensoleillement des zones situées à 65° de parallèle Nord, avec les conséquences que l'on devine sur les glaciers et l'enneigement entraînant un nouvel âge glaciaire. Quand on songe qu'une variation de 2° de l'axe d'inclinaison a entraîné des périodes de glaciation, on imagine très bien ce qui se passera.

   Actuellement l'inclinaison permet une fonte plus rapide des glaces dans l'hémisphère nord car en hiver (janvier) la Terre est plus proche du Soleil. La neige y séjournant moins longtemps cela permet un réchauffement plus rapide. Tandis que les hivers sont plus rigoureux dans l'hémisphère sud, car plus éloigné du Soleil en juillet.

  Pourtant une question se pose: et sur Mars ?

  Mars en revanche, ne possède pas de satellite de taille comparable susceptible de la tenir éloignée des zones de résonance. Il y a quelques années des chercheurs avaient réalisé qu'une résonance pouvait survenir entre la vitesse de précession de l'axe de rotation de Mars et l'une des fréquences caractéristiques du mouvement d'ensemble du Système solaire. Les analyses concordantes de Laskar et Wisdom montrèrent que ces variations sont plus importantes qu'on le pensait et essentiellement imprévisibles. Les influences conjuguées de l'inclinaison de l'axe de Mars et des variations chaotiques de son orbite engendrent des oscillations irrégulières de l'inclinaison pouvant aller jusqu'à des écarts de 50 à 60 degrés.*

*Le chaos dans le système solaire - Ivars Peterson

Qui est Jacques Laskar ?

Ancien élève du Lycée CLÉMENCEAU à NANTES, Agrégé de mathématiques, Docteur de l'Observatoire de Paris-Meudon, Jacques LASKAR dirige une équipe pluridisciplinaire au Bureau des Longitudes. Il travaille sur l'évolution du Système solaire. En alliant des méthodes de perturbations aux techniques nouvelles de calcul, il a montré que le Système solaire est chaotique. Il a aussi mis en évidence le rôle fondamental de la Lune dans la stabilité de l'axe de la Terre et son climat. Ses calculs servent pour l'étude des climats du passé. Les méthodes qu'il a développées s'appliquent aussi à de nombreux autres domaines, de la stabilité du faisceau dans un collisionneur à la dynamique des galaxies. Jacques LASKAR a obtenu le Prix de Pontécoulant de l'Académie des Sciences (1993), le Prix IBM 1993 et la Médaille d'argent du CNRS (1994).

Pour ceux que cela intéresse voir:
http://www.physics.cornell.edu/sethna/teaching/sss/jupiter/Web/Moon.htm

 

  1. Marées

  L'attraction exercée par la Lune sur la Terre (et dans une moindre mesure par le Soleil) est à l'origine des marées.

  Ces dernières se traduisent par le soulèvement, 2 fois par jour, des océans (30 cm au cœur du Pacifique et 10 m au Mont-St-Michel) et des continents (30 à 40 cm) . Le même phénomène a lieu sur la Lune. C'est l'effet de la force de gravitation.

   Un petit rappel sur la gravitation: lorsqu' une plume tombe sur une table, nous pouvons dire que la table attire la plume. Mais la réciproque est vraie, à savoir que la plume attire la table. C'est ainsi que sur la Lune les phénomènes de marées existent aussi, mais l'amplitude du soulèvement du sol y  est plus importante, car la Terre est plus grosse.

Voir aussi les calculs sur les marées:
http://scienceworld.wolfram.com/physics/Tide.html

  1. 2 marées pour une Lune

  La Terre étant une boule liquide, elle est donc déformable.

(voir marées)

  1. Axe de rotation

  Une découverte à mis en évidence 3 axes de rotation à 4,2 - 4 - 3,85 milliards d'années, qui sont consécutifs à 3 événements extérieurs: 

  • 3 astéroïdes se seraient écrasés successivement après avoir franchi la limite de Roche située à 2,44 rayons de l'astre. C'était la fin de la période d' accrétion.

  1. Sous-sol

   Aux environs de 3,9 milliards d' années, le manteau, sous l' action des éléments radio-actifs à longue période, recommença à fondre. L' émission des basaltes des "mers", qui ne représentent que 1% du sol sélène, se situe à cette période. Ce fut le dernier mouvement de la Lune, mais qui dura 1 milliard d' années.

   Comme elle est moins volumineuse que la Terre, elle se refroidit plus vite. Elle est devenue un astre mort.

   Il existe encore 2 centres de séismes périodiques :

  • Le 1er, à ~700 km de profondeur, est principalement dû à des interactions gravitationnelles.

  • Le 2ième, en surface, synchrone du lever et du coucher de Soleil, est dû à la dilatation thermique.

  1. Composition du sous-sol

silicium

20 %

magnésium

19 %

fer

10,2 %

calcium

3,2 %

aluminium

3,2 %

  Le chrome et le titane sont plus abondants que sur la Terre. Les roches sont composées à 60 % d' oxygène.

  La croûte est très épaisse et composée, au-dessus, de norite et au-dessous, de gabros et anorthosite.

  1. Mascons

  L' étude de la trajectoire des sondes qui tournèrent autour de la Lune, a permis de découvrir une inhomogénéité de la gravité.

   Cela a créé une frayeur lors du 1er passage derrière la Lune, des astronautes américains, en Noël 1968 (Apollo 8). Alors qu' ils devaient faire entendre leur voix en réapparaissant, après un silence de 1½ heure, ce fut une attente de plusieurs secondes qui angoissa la Terre entière. Le suspense était à son comble lorsqu' enfin leur voix surgit d' un silence angoissant, entrecoupé seulement par la voix du contrôleur de vol qui les appelait . Ils furent accueillis par un tonnerre d' applaudissements dès leurs premiers mots.

   La gravité, plus importante que prévue, avait retardé leur émergence de la face arrière.

   La pesanteur est plus forte sous 5 bassins:

  • Mare Imbrium       (mer des Pluies)          Dia. :  1 500 km

  • Mare Serenitates (mer de la Sérénité)    Dia. :      880 km

  • Mare Crisium          (mer des Crises)        Dia. :  1 060 km

  • Mare Nectaris       (mer des Nectars)        Dia. :     860 km

  • Mare Humorum      (mer des Humeurs)   Dia. :     820 km

   Ce phénomène est dû à l' excès de masse que représentent ces bassins, car le basalte de masse volumique 3,3 g/cm3 s'est installé sur l' anorthoste de masse volumique 2,9 g/cm3 . Sur la mer des Pluies, l' excès est de 22 milligals soit 1/7 de l'intensité de la pesanteur sélène.

   Ces excès de masse s' appellent des mascons, qui est l'abréviation de masse compacte ( mass concentration en anglais).

  1. Autres mers

   Les premiers observateurs crurent voir des mers, en voyant les tâches sombres à l' œil nu. Autrefois cet aspect était perçu comme une surface d'eau, tandis que la surface claire était interprétée comme continent. Le terme de "mer" bien qu' impropre, fut conservé.  Elles correspondent, en réalité, à de vastes plaines légèrement en dépression et bordées de montagnes. Elle en compte 22 dont la grande majorité (40 % de la surface) se trouve sur sa face visible, et 10 % sur la face cachée. La principale sur la face arrière est la Mer de Moscou.

oceanus procellerum 

océan des tempêtes

3 200 km

mare orientale

mer orientale

930 km

mare smythii 

mer de smyth 

840 km

mare tranquillitatis

mer de la tranquilité

775 km

mare nubium 

mer des nuées

690 km

mare fecunditatis 

mer de la fécondité

690 km

Pas de nom latin

mer de moscou

 

  Le projectile ( diamètre de 40 km) qui créa la mer des Pluies (1200 km) faillit briser la Lune en plusieurs morceaux.

  1. Cratères

  La Lune possède des milliers de cratères qui sont surtout présents sur la face arrière. Ils ne sont pas circulaires, mais leur forme s'inscrit dans un cercle, tel un carré, un rectangle, un hexagone. Le nombre de cratères de plus de 1 m est estimé à 3 millions. La croûte, plus épaisse sur la face cachée ( 100 km), empêche la remontée des laves. Certains cratères eurent leur origine dans le volcanisme, mais la grande majorité, lors d' impacts d' astéroïdes, car apparemment, la Lune est inactive depuis 3 milliards d' années.

  Un astéroïde ou une comète arrivant à la vitesse de 30 à 40 km/s, dégage, lors de l' impact, une énergie pouvant le fondre 1000 fois ou vaporiser 100 fois sa masse.

   Le diamètre d' un cratère est lié au diamètre de l' objet impacteur dans un rapport de 10 à 40 en moyenne. Ainsi, un objet de 10 km de diamètre peut créer un cratère de 100 km et la profondeur est égale au 1/10, mais peut aller à 4 fois le diamètre de l' objet.

   

   Le plus grand cratère, Bailly ( 65° E et 66° N), a un diamètre de 300 km et une profondeur de 3 960 m. Le cratère Tycho ( dia. 80 km) est le plus spectaculaire à cause des projections visibles depuis la Terre, qui s' étendent sur des centaines de km. Il est âgé de 100 millions d' années.

    Lorsque le cratère dépasse 100 km, il y a un piton central, de plusieurs milliers de mètres de hauteur, créé lors de l' impact ( tout comme la pierre que l' on jette dans l' eau, crée une remontée du liquide ), par suite de l' élévation de température qui liquéfie les roches. Le fond rebondit en créant des anneaux multiples. Ce sont des remparts escarpés pouvant atteindre quelques milliers de mètres. Les plus hauts sommets ( monts Leibniz près du pôle Sud) atteignent 8 200 m. Certains pitons, comme celui de Yuti, sont disproportionnés par rapport au diamètre. Cela semble dû à un comportement du milieu dont la composition est différente de la roche. On assiste alors à des rebonds importants de matière. Sur Mars et les satellites galiléen Ganymède et Callisto, ces cratères sont nombreux.

le cirque Langrenus possède un diamètre de 140 km.

 

   Dans la mer de la Fécondité (8,9S, 60,9E), le cirque Langrenus est un cratère bien net à versants internes en terrasses. Il possède un diamètre de 132 km. Les remparts surplombent le fond de l'arène de 2 500 m. Au centre, présence d'un double massif montagneux.  Apollo14.

 

 

Le cratère Lambert, vu par Apollo 15     Le cratère Lambert, vu par Apollo 15 (AS15-260 et AS15-265), localisé dans Mare Imbrium par 25,8°N / 21°W . Saisissant avec des lunettes stéréoscopique (filtre rouge oeil gauche et bleu ou vert oeil droit). Cet un exemple typique de cratère petit mais complexe. Avec 29 km de diamètre, il possède des terrasses . profondeur maximale : 2400 m environ et dépasse de 800 m la plaine environnante. Son arène comprend un système complexe de reliefs divers . Au fond, un petit cratère.

Sur cette image l'effet stéréoscopique a été exagéré de 4 fois.

http://www.lpi.usra.edu/expmoon/Apollo15/A15_Lambert3dw.jpg

(Based on Apollo 15 Metric photographs AS15-260 and AS15-265. Stereo processing by Paul Schenk, Lunar and Planetary Institute. Stereo image © copyright Lunar and Planetary Institute, 1997.)

http://www.lpi.usra.edu/expmoon/Apollo15/A15_Lambert3dSM.gif

  1. L' eau

  La sonde Clémentine, en orbite autour de la Lune en 1992, a découvert de l' eau aux 2le cratère Mawson pôles . Ce fut confirmé par Lunar Prospector qui tourna autour , depuis janvier 1998 et  à une altitude de 30 km,  pendant plusieurs mois.

 

   C'est le 31 juillet 1999 à 9h51 TU,  que la sonde (157 kg) s'est écrasée à 1,7 km/s dans le cratère Mawson par latitude 87,7° de latitude Sud et 42° de longitude  E. La NASA a programmé ce crash pour confirmer la présence d'eau. Ce cratère de 50 km , entouré d'un écran permanent que constitue ses remparts, est présumé recouvert partiellement de glace.  

 

  La chaleur dégagée par l'impact des 157 kg de la sonde, devait provoquer une évaporation filmée depuis la Terre. Le geyser devait être suivi par des mesures spectroscopiques. La molécule OH fut écoutée sur 17,1 cm. Les chances de réussite furent estimées à 10%. Rien ne fut détecté.

   Sur le graphique, les creux qui coïncident avec les neutrons d'énergie moyenne, sur les 2 pôles lunaires, sont une signature de l'eau.Lunar prospector a utilisé la spectroscopie à neutrons pour découvrir l'eau sur la Lune. Les neutrons sont des particules qui sont éjectés en permanence par les rayons cosmiques. Sur le graphique, les creux qui coïncident avec les neutrons d'énergie moyenne, sur les 2 pôles lunaires, sont une signature de l'eau. Ce n' est pas de l' eau liquide, mais elle est mélangée aux matériaux de la Lune sous forme de glace. Elle fut trouvée , près du pôle sud, dans le cratère Aiken. Au fond de ce cratère, le Soleil n' apparaît jamais, sa profondeur étant de 13 000 m. A cette profondeur règne une température permanente de - 220°C. Cet eau est d'origine cométaire . Mais la quantité y est très faible. Elle est estimée à 81 000 Tonnes, soit 81 000 m3 .

   L' intérêt de cette découverte mais en lumière qu' une partie de l' eau sur Terre est aussi d' origine cométaire.

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  1. Atmosphère

  La Lune est entourée d'une atmosphère très ténue de sodium, s'étendant sur 9 rayons lunaires. Les photons issus du Soleil provoquent l'évaporation des atomes de sodium. C'est la conclusion tirée par 2 chercheurs, M. Mendillo et J. Baumgardner, après l'éclipse du 29 novembre 1993.

  1. Croissants lunaires

  Autour de l'équateur lunaire les astronautes pouvaient admirer le lever de Terre toutes les 23 heures.

les astronautes pouvaient admirer le lever de Terre
Terre gibbeuse
les astronautes pouvaient admirer le lever de Terre

croissant de Lune

http://www.apolloarchive.com/apollo/gallery/AS11-44-6549_t.jpg
http://www.apolloarchive.com/apollo/gallery/as17-152-23274_t.jpg

   Une récente enquête à montrer que la plupart de nos concitoyens pensaient que la Terre était responsable des croissants lunaires. Parmi ces personnes, une forte proportion de cadres en était convaincue. Or, comme le montre le dessin ci-dessous, seul le Soleil provoque ce phénomène. D'ailleurs, il existe la même chose sur la Lune a ceci près, que la Terre apparaît toujours au même endroit. C'est logique vu que la Lune est stabilisée autour de la Terre et montre toujours la même face. Dans l'espace les sondes nous ont montré ce fait. 

  Ci-dessous, les positions 2, 4, 6 et 8 indique la Lune gibbeuse. La lunaison correspond a un tour de Terre que la Lune parcourt sur son orbite en un peu plus de 29 jours. La Nouvelle Lune est le point de départ d'une lunaison. Elle est appelée ainsi, car étant vu à contre-jour, sa face nuit nous est peu visible. Puis lorsqu'elle a accompli un quart de tour sur son orbite, seul un quart est visible. D'où le nom de quartier. Comme c'est le premier après la Nouvelle Lune, nous l'appelons: Premier Quartier. Un quart de tour plus loin, la Lune se trouve à l'opposé de la Nouvelle Lune. Elle est complètement éclairé car nous tournons le dos au Soleil et nous ne la voyons plus à contre-jour. C'est la Pleine Lune. Un quart de tour plus loin c'est le dernier quartier. Et un quart de tour de plus, la Lune a fini sa lunaison et en recommence une autre.

   Les croissants ne passent pas brutalement d'un état à l'autre. Tout est progressif, soit 360° en 29 jours c'est-à-dire qu'elle se déplace à raison de 12°5 par jour. D'un jour à l'autre elle s'est déplacée de cette valeur et pour cela la Lune se lève 50 mn en moyenne plus tard par rapport à la veille. Du jour au lendemain, la Lune n'est pas à la même place dans le ciel. Elle apparaît à l'ouest après la Nouvelle Lune et le soir, pour se lever  29 jours plus tard à l'est le matin. D'une journée à l'autre, nous voyons, après la Nouvelle Lune, le cercle lunaire commencer par un fin croissant pour aller progressivement au Premier quartier en passant par une Lune gibbeuse, puis à la Pleine Lune et de nouveau une lune gibbeuse et le dernier quartier.

Les phases de la Lune ou lunaison.

 

    Il est à noter que les phases de la Lune n'ont rien à voir avec le climat, les rhumatismes ou autres légumes qui poussent dans le jardin. Ce n'est pas la manière dont elle est éclairée qui va influencer notre avenir ou l'avenir du poireau. La Lune est toujours présente, éclairée ou pas. La position de la Lune ne joue un rôle que par la force gravitationnelle, qui s'ajoute ou se retranche de celle du Soleil, en déformant le globe terrestre qui se soulève 2 fois par jour (1m sur 6 400 000 m, c'est-à-dire l'épaisseur d'une feuille à cigarettes sur une balle de 13 m de diamètre). Il est amusant de constater que dans les prédictions, cette double influence journalière n'a pas d'incidence, alors qu'elle en a une, une fois par jour. Vous avez dit bizarre ?.....

 

  1. Photo du couple Terre-Lune

    Voici une des  photos prises, à des millions de km, par la sonde Near lorsqu'elle se servit de la Terre comme tremplin gravitationnel pour rejoindre l'astéroïde Eros. Cela se passa le 23 janvier 1998. La sonde survola la Terre à 540 km, à l'aplomb de l'Iran. 

   On distingue parfaitement le pôle Sud, car c'est l'été australe, ainsi que l'Australie. On comprend aussi pourquoi les croissants de Terre et de Lune sont identiques, la lumière du Soleil venant de la même direction pour les deux astres, comme sur le dessin ci-dessous. 

   Et n'oublions pas que 380 000 km séparent les 2 astres.

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap980129.html

Credit: NEAR Spacecraft Team, JHUAPL, NASA

Le couple Terre Lune vue par la sonde Near

 http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/image/9801/earthmoon_near_big.jpg

  1. Echantillons lunaires.

  Pour comprendre la Lune, les scientifiques avaient besoin des roches lunaires pour y lire son histoire. Le sol lunaire contient entre autres en moyenne 20 à 60 % d'olivine et 5 à 15 % de fer.

300 kg de roches furent ramenées sur Terre:

  • 300 g en vol automatique par les soviétiques :

Luna 16 (12-9-70) surface de la mer des Crises.
Luna 20 (14-2-72)                - idem -
Luna 24 ( 9-8-76)  à 2 m de profondeur, mer des Crises.

  • Le reste par les USA:

    - Apollo 11 (16-7-69)    21,75 kg mer de la Tranquillité par Armstrong et Aldrin.
    - Apollo 12 (14-11-69)  34,3 kg Océan des Tempêtes par Conrad et Bean.
    - Apollo 14 ( 31-1-71)    42,8 kg Fra Mauro par Shepard, Mitchell et leur brouette.

    -
    Apollo 15 (26-7-71)    70,7 kg Faille Hadley par Scott , Irwin et la 1ère jeep lunaire. 
    - Apollo 16 (16-4-72)    94,3 kg Plateau Descartes par Young, Duke et la 2ième jeep lunaire. 

    Apollo 15 (26-7-71)    70,7 kg Faille Hadley par Scott , Irwin et la 1ère jeep lunaire. 
    - Apollo 16 (16-4-72)    94,3 kg Plateau Descartes par Young, Duke et la 2ième jeep lunaire. 

    - Apollo 17 (7-12-72)  110,4 kg Taurus-Littrow par Cernan, Schmitt et la 3ième jeep lunaire.

 

  1. Eclipses totales de Lune

  • dans la nuit du 20 au 21 janvier 2000
  • le 9 janvier 2001 à 19h49 heure française
  • le 16 mai 2003
  • le 9 novembre 2003
  • le 4 mai 2004
  • le 28 octobre 2004
  • le 3 mars 2007
  • le 21 février 2008

voir éclipses

  1. Photo de la Terre avec la Lune

     Depuis une distance de 3 563 735 km, Mars Odyssey a photographié la Terre et la Lune à l'aide de la caméra thermique THEMIS, le 19 avril 2001. Nous voyons ainsi pour la première fois les vraies dimensions du couple. La distance qui les sépare est d'environ 30 fois le diamètre de la Terre (12 750 km). Les régions sombres de la Terre sont les régions les plus froides (Pôle Sud). Le point chaud (brillant) est l'Australie. Cette image fut acquise à 9,1 µm de longueur d'onde. De cette distance la dimension du pixel est de 900 km.

 Depuis une distance de 3 563 735 km, Mars Odyssey a photographié la Terre et la Lune

NASA/Jet Propulsion Laboratory/Arizona State University/PIA00559

 

  1. Tir Laser

   Les tirs laser, ont pour but d'envoyer un faisceau de photons sur des réflecteurs posés sur la Lune. Les réflecteurs, placés lors des missions passées, sont chargés de les renvoyer vers la Terre. Les russes montèrent sur le Lunakhod 2 le réflecteur TL 2 (Télémétrie Laser Lune) avec un dispositif Roubine pour assurer la réception des flashes. Le réflecteur TL2 est constitué de 14 cataphotes représentés par autant de coins de cube en silice synthétique, le tout sur une surface de 690 cm2. Les plans de leurs 3 faces actives sont perpendiculaires à mieux que 0,2" d'arc.  Il est important de signaler qu'il fut réalisé par des sociétés françaises (Jobin-Yvon et Sfim) puis polis chez Sud Aviation. Il y a eu 2 missions. Luna 17 et Luna 21 qui assura le transport vers la Lune en janvier 1973. Après 5 journées lunaires d'excursion, Lunakhod 2 fut immobilisé dans le cratère Le Monnier. Il fut placé dans une position permettant des visées parfaites depuis le Terre. Il faut aussi noter que les performances sont telles, que ce réflecteur surpasse ceux de la Nasa déposés par les astronautes américains et qui comportent 100 coins de cubes de 38 mm. position des réflecteurs sur la Lune Ils furent déposés dans la Mer de la Tranquillité (Apollo 11) et à Fra Mauro (Apollo 14). Avec Apollo 15, sur le site Hadley, c'est un panneau de 300 éléments qui fut déposé. Encore une preuve que les américains sont bien allés posés ces miroirs. Surtout que lors des premiers essais de tir, des échecs fut rencontrés, à cause de l'imprécision des positionnement relevés. Lorsqu'on vise une surface de 7/100e de m2 à 380 000 000 m, qui se déplace sans arrêt (de 353880km à 421690km) , on recherche un positionnement millimétrique. Or, cela n'existait pas, il fallait l'inventer. Pour avoir assisté à un essai, je vous jure que personne n'était en orbite avec un miroir.

http://wwwrc.obs-azur.fr/cerga/laser/laslune/reflune.gif

  Les premières recherches sur la mesure de distance au moyen d'un laser furent effectuées au milieu des années 60 au Goddard Space Flight Center à Greenbelt dans le Maryland. Les premiers tirs réalisés aux USA eurent lieu à partir du laboratoire Linck sur le réflecteur d'Apollo 11, à l'aide du télescope de 3,1 m. Ils permirent de constater la station laser Lune qu'une erreur de 545 m existait sur la position. La relève fut ensuite assurée par le centre Mc Donald au Texas, à Hawaï et en France par le Pic du Midi, puis le CERGA (ci-contre) au-dessus de Cannes où j'ai eu le privilège d'assister à un essai. En moyenne lors de 3 séances par mois, lorsque la Lune est haute, un faisceau laser crée à la surface de la Lune un spot de 7 km dont l'étendue représente 1 milliard de fois le réflecteur, qui ne renvoie, de ce fait, qu'une partie infime de la lumière émise. Ainsi sur Terre n'est reçue que 1.10-18 de la lumière émise, soit, sur 1.1020 photons, 1 seul photon revient 2,5 secondes plus tard. C'est ici qu'intervient le choix du laser. Ce dernier envoie des joules, 10 fois par seconde pendant 100 picosecondes (0,1.10-9 s). Grâce à une cavité résonnante dont la paroi est à rotation rapide, cela produit des paquets contenant des milliards de milliards de photons. C'est à l'intérieur de fenêtres spectrales, spatiales et temporelles que s'effectuent les collectes. La difficulté principale fut de réaliser des impulsions dont les front de montés et de descente sont de l'ordre de la picoseconde (1.10-12 s).

http://www.beyond.fr/picssite/cerglas_ir076b.jpg

    Aujourd'hui des précisions centimétriques sont atteintes dans la mesure du segment représenté par un point sur Terre et un autre point sur la Lune. On calcule cette distance en connaissant la vitesse de la lumière dans le vide (299 792 458 m/s) et en sachant que la difficulté d'interprétation réside dans le fait:

  • que lors de l'aller et du retour, elle doit traverser les couches atmosphériques dont l'indice de réfraction est compris entre 1 et 1,000293 ce qui provoque le changement de la vitesse de la lumière selon l'altitude et les diverses couches d'air
  • que la gravitation due au Soleil et aux planètes géantes allonge le trajet des photons,
  • que la distance varie entre le télescope et le centre de la Terre d'une part et entre le coin de cube sur la Lune et le centre de la Lune d'autre part, à cause de la libration de la Lune, des marées terrestres et lunaires, de la plasticité de la Lune
  • qu'il y a en tout une bonne trentaine de paramètres différents.

    Le recours à l'informatique est devenu indispensable pour extraire des données intéressantes. Par exemple nous savons que le rapport des masses entre le Soleil et la Terre est de 332 946,028 +/- 0,002. Quant à la Terre, elle est 81,300587 +/- 0,000049 plus lourde que la Lune.

    La station de tir du laser Lune est constituée d'un laser YAG (ci-dessous) à impulsions courtes (100 picosecondes ) dont les fronts de montée et de descente atteignent la picoseconde (1.10-12 s). Pour avoir réalisé de tels signaux, je puis vous affirmer que le niveau technique doit être très élevé. Naturellement un télescope est nécessaire pour envoyer et recevoir les photons, ainsi qu'un chronomètre de très haute précision et une horloge ultra précise afin de mesure le milliardième de seconde. Pour couronner le tout, un ou plusieurs ordinateurs seront les bienvenus.

Le laser Lune

 http://www.beyond.fr/picssite/cerglaser070b.jpg

  La recherche fondamentale a pu aussi tirer son épingle du jeu. Il était intéressant de savoir jusqu'où la masse inerte et la masse pesante restaient équivalentes. Elles le sont toujours malgré le gain de 1 décimale dans la précision. 
http://grasse.obs-azur.fr/cerga/gmc/FONDAMENTALE/step/step.html

    D'autre part, les mesures semblent donné raison à Einstein: les lois de la Physique restent invariantes quelque soit le référentiel.

Dans le concret, le 1er rôle de ces recherches est de trouver un moyen de prévenir les réveils de volcans et les tremblements de Terre, d'étudier la dérive des continents ou bien le rebond postglaciaire.  L'étude précise des orbites des satellites autour de la Terre découle de ces recherches. Cela permet de modéliser le géoïde que représente la Terre.

Inspiré par l'article de Mr Albert Ducrocq (Air&Cosmos N° 1589 p64), du Cerga et mon expérience.

 

Quelques liens sur le CERGA:

http://wwwrc.obs-azur.fr/cerga/laser/laslune/llr.htm

http://www.beyond.fr/sitephotos/cergaP07.html

http://www.beyond.fr/sites/cerga.html

http://grasse.obs-azur.fr/cerga/

histoire géologique de la Lune: http://www.kheper.auz.com/cosmos/universe/solar_system/Luna.htm#stratigraphic

pour infos: Lune des moissons.

retour à la Terre

Archives NASA    http://www.apolloarchive.com/apollo_gallery.html

 

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