En analysant les échantillons de sol que leur sonde lunaire a ramenés de la Lune, les scientifiques chinois se sont rendu compte d’une chose révolutionnaire : Le sol contenait de l’eau en même temps que des minéraux. Trouver de l’eau sur la lune n’est pas nouveau en soi. Les engins spatiaux de la NASA et de l’Inde ont repéré ce qu’ils pensent être de l’eau à la surface de la lune, et les scientifiques chinois ont trouvé l’année dernière de l’eau piégée dans des billes de verre éparpillées sur la lune. Mais selon les scientifiques, c’est la première fois que de l’eau sous sa forme moléculaire, H2O, est trouvée dans des échantillons physiques et, surtout, elle a été récupérée dans une partie de la lune où l’on pensait auparavant que l’eau sous cette forme ne pouvait pas exister. Les chercheurs ont examiné de près les échantillons prélevés par la sonde chinoise Chang’e-5, qui s’est posée sur la surface lunaire en 2020, et ont découvert un "cristal transparent prismatique en forme de plaque" - de la largeur d’un cheveu humain - qui était en fait un "minéral lunaire inconnu" appelé ULM-1, selon l’étude publiée le 16 juillet dans la revue Nature Astronomy.

Selon l’étude, les cristaux ULM-1 (dont la formule chimique est (NH4)MgCl3-6H2O) sont constitués d’environ 41 % d’eau, avec des morceaux d’ammoniac qui maintiennent la stabilité des molécules d’H2O malgré les fortes variations de température sur la lune. Ce type d’eau pourrait constituer une "ressource potentielle pour l’habitat lunaire", écrivent les scientifiques dans leur étude. Cette découverte s’inscrit dans le cadre des efforts déployés par la Chine pour devenir une puissance spatiale dominante, avec de vastes ambitions telles que la construction d’une base de recherche sur la lune. L’étude a été saluée par des utilisateurs chinois enthousiastes sur les réseaux sociaux, qui considèrent le programme spatial comme une source de fierté nationale. "La découverte d’un minéral hydraté sur le site d’atterrissage de Chang’e-5 est fascinante et nous permettra de mieux comprendre les réactions entre la roche et la vapeur dans la croûte lunaire et à la surface de la Lune", a déclaré David A. Kring, scientifique principal au Lunar and Planetary Institute au Texas, qui n’a pas participé à l’étude.

Difficile à extraire

Selon Yuqi Qian, géologue planétaire à l’université de Hong Kong, qui n’a pas participé à l’étude, trois types d’eau peuvent exister sur la lune. Il y a les molécules d’eau, le composé que nous connaissons sous le nom de H2O, sa forme gelée, la glace, et un composé moléculaire appelé hydroxyle, un proche parent chimique. Des découvertes antérieures ont suggéré que de l’eau avait existé sur la lune lorsque des volcans entraient en éruption dans un passé lointain - et que l’eau lunaire provenait de ces volcans, ce qui signifie qu’elle provient de l’intérieur de la lune et qu’elle est présente depuis les débuts de l’existence de la lune. Mais on n’a pas toujours su qu’il y avait de l’eau sur la lune, bien que les scientifiques aient théorisé son existence pendant des centaines d’années. Les chercheurs ont parfois cru que la lune était sèche, notamment après n’avoir pas trouvé d’eau dans les échantillons collectés par les missions Apollo de la NASA et les missions Luna de l’Union soviétique.

Ce n’est qu’au cours des dernières années que les scientifiques ont trouvé de l’eau, de la glace et des molécules d’eau, principalement aux pôles sombres et froids de la Lune, là où le soleil n’arrive pas. Une étude récente a également suggéré que de l’eau ou de l’hydroxyle pourraient être piégés dans des billes de verre éparpillées sur la surface lunaire, et que les vents solaires pourraient transformer l’hydroxyle (formule chimique OH) pour former de l’eau, ou H2O. Mais les pôles lunaires sont difficiles à parcourir en raison du terrain rocailleux, ce qui en fait des endroits où il est difficile pour l’homme d’extraire de l’eau. De plus, l’eau moléculaire "n’est pas stable dans d’autres régions de la lune", se vaporisant aux latitudes inférieures où les températures peuvent dépasser 100 degrés Celsius (212 Fahrenheit), a déclaré M. Qian. Cette nouvelle étude change la donne.

Les échantillons, récupérés par la sonde chinoise Chang’e-5, proviennent d’une partie de la lune située à une latitude moyenne, à 43,1 degrés de latitude, une zone qui n’est normalement "pas stable pour l’eau moléculaire", a déclaré M. Qian. Les échantillons contenaient de l’ammonium, qui a agi comme un stabilisateur pour les molécules d’eau, a-t-il expliqué. Ce mécanisme corrobore également les résultats obtenus par la NASA en 2020, lorsque le télescope SOFIA a détecté la signature de l’eau sur la surface lunaire, bien que les scientifiques n’aient pas pu vérifier cette découverte à l’aide d’échantillons physiques à l’époque, ni expliquer exactement comment l’eau restait sur la surface chaude. "Je pense que cette nouvelle découverte, selon laquelle nous pouvons extraire de l’eau moléculaire directement des sols lunaires, présente un grand potentiel", a déclaré M. Qian. "Je pense qu’il s’agit d’un nouveau mécanisme permettant de rendre l’eau moléculaire stable sur la surface lunaire. M. Kring, de l’Institut lunaire et planétaire, a précisé que, bien que l’échantillon ait été prélevé dans une zone de latitude moyenne, "il n’est pas certain qu’il se soit formé à cet endroit". Les processus d’impact peuvent redistribuer les roches sur la surface lunaire".

Les ambitions spatiales de la Chine

Un nombre croissant de pays, dont les États-Unis, s’intéressent aux avantages stratégiques et scientifiques d’une exploration lunaire élargie. La Chine a réalisé des progrès rapides ces dernières années, reflétant le "rêve éternel" du dirigeant Xi Jinping de faire du pays une puissance spatiale. En 2013, la Chine est devenue le premier pays à réussir un alunissage robotisé en près de quarante ans. En 2019, elle est devenue le premier et le seul pays à se poser sur la face cachée de la Lune. Trois ans plus tard, la Chine a achevé sa dernière station spatiale orbitale, la Tiangong.

Et elle a encore d’autres projets : elle souhaite faire atterrir des astronautes sur la lune d’ici à 2030 et construire une base de recherche au pôle sud. Il est utile de comprendre comment l’eau est stockée sur la lune, ont expliqué des experts à CNN, car cela pourrait indiquer aux futurs astronautes lunaires des ressources potentielles qui pourraient un jour être converties en eau potable ou même en carburant pour fusée. Après cette dernière étude, de nombreux utilisateurs de Weibo ont évoqué la possibilité de faire pousser des plantes ou des cultures sur la lune en utilisant l’eau moléculaire présente dans le sol. Mais, selon M. Qian, il est trop tôt pour tirer ce genre de conclusions. Faire pousser quoi que ce soit sur la lune dépendrait de facteurs tels que l’abondance de l’eau, ce qui nécessite des recherches supplémentaires pour être confirmé. Toutefois, a-t-il ajouté, "ce nouveau phénomène, ce nouveau mécanisme [...] ouvrira la voie à la découverte d’eau nouvelle sous cette nouvelle forme".

M. Kring a également souligné que les résultats obtenus jusqu’à présent n’ont "aucune implication significative pour les architectures des missions d’exploration, bien qu’ils démontrent que des découvertes attendent ceux qui sont désireux et capables d’explorer la Lune". Les progrès rapides de la Chine ont attiré l’attention de la NASA. L’agence spatiale n’a pas été autorisée à travailler avec ses homologues chinois depuis 2011, date à laquelle le Congrès a adopté l’amendement Wolf pour des raisons d’espionnage. Mais en août dernier, la Chine a ouvert l’accès aux échantillons de Chang’e-5 à la communauté internationale. "Nous suivons actuellement le processus avec nos scientifiques et nos avocats pour nous assurer que les instructions et les garde-fous sur lesquels les Chinois insistent (...) ne constituent pas une violation de la loi, de l’amendement Wolf", a récemment déclaré Bill Nelson, administrateur de la NASA, à CNN. "Pour l’instant, je ne vois pas de violation.

Mais ces problèmes ont empêché la Chine d’accéder à la Station spatiale internationale (ISS), ce qui a stimulé ses efforts pour construire le Tiangong, qui est devenu un défi pour les États-Unis, d’autant plus que l’ISS se prépare à prendre sa retraite en 2031. Ces limites à la collaboration internationale dans l’espace et la propre ascension de la Chine ont donné à certains utilisateurs chinois des médias sociaux le sentiment d’être confortés par la dernière découverte, les commentaires en ligne et la couverture des médias d’État saluant les progrès du programme spatial national. "C’est une démonstration de la force scientifique et technologique de notre pays", a posté un utilisateur sur le site de médias sociaux chinois Weibo, où un hashtag sur la découverte a été vu 35 millions de fois.

Un autre utilisateur a remercié le programme spatial du pays en écrivant : "Nous sommes à l’avant-garde mondiale de la recherche scientifique sur la Lune". D’autres utilisateurs de Weibo ont appelé à une plus grande coopération pour le bien de l’humanité, soulignant que l’étude avait été publiée dans une revue internationale examinée par des experts de différentes nations. "Nous ne pouvons pas travailler à huis clos. Il serait préférable d’attirer tous leurs scientifiques en Chine", a écrit l’un d’entre eux.