Que voir sur la Lune ?

Pendant une semaine par lunaison, notre satellite naturel est très présent dans le ciel nocturne et rend difficile l’observation du ciel profond, surtout en hiver quand l’écliptique est très haut. Il faut en profiter pour explorer la surface lunaire qui présente de nombreux détails très intéressants. Les reliefs sont soulignés par leur ombre, leur aspect change complètement en fonction de l'éclairage du Soleil.

Contrairement à la Terre, l’activité tectonique de la Lune a cessé il y a deux milliards d’années. Le sol lunaire garde une trace de tous les événements qui se sont produits par la suite : solidification des coulées de lave, effondrement de certains reliefs, impact des astéroïdes… C’est un livre ouvert qui raconte l’histoire de notre système solaire (voir la page « Cosmos/La Lune » de ce blog).

Eclipse partielle de Lune du 28/10/2023

La Lune est quatre fois plus petite que la Terre mais elle est relativement proche, à une distance comprise entre 356 700 et 406 300 km. Sa trajectoire elliptique assez complexe autour de la Terre est expliquée dans l’article sur les mouvements de la Lune.

Le diamètre apparent de l'astre est proche d'un demi-degré. Avec un instrument d’amateur, par temps très calme, on peut atteindre une résolution de 0,5 seconde d’arc soit identifier des détails de 900 m sur la surface, voire encore plus fins. Aucun autre corps du système solaire ne permet d’atteindre cette précision.

La Lune présente une forte luminosité, elle peut être photographiée avec des poses très courtes (3 à 5 ms), appareil sur trépied. Pour réduire les effets de la turbulence de l’atmosphère, il faut employer la vidéo comme pour les planètes. Quand on utilise un instrument de grande focale, une monture motorisée est nécessaire pour garder le point d’intérêt dans le champ. La technique de prise de vue est décrite sur la page Astrophoto/Prise de vue/Lune, planètes.

La mer des Pluies et le cratère Platon

Le cratère Tycho bien visible aux jumelles, et la partie sud du disque lunaire

Les conditions variables d’éclairement permettent de souligner les reliefs : on choisira les points d’intérêt situés près de la limite de la zone d’ombre (le terminateur), où les rayons du Soleil sont rasants. Ce terminateur balaye le disque deux fois par lunaison (29,53 jours) de droite à gauche pour un observateur dans l’hémisphère nord, à une vitesse de 0,5° par heure.

Les librations de l’astre provoquent des oscillations d’amplitude 7 à 8° sur les axes Nord-Sud et Est-Ouest, avec une période proche de la révolution sidérale (27,32 jours). Ainsi, 59% de la surface lunaire sont accessibles. Il faut tenir compte des librations pour la visibilité des points d’intérêt proches du limbe, et dans le calcul d’éclairement des structures à faible dénivellation.

Voici les principaux éléments à observer.

Les mers sont de vastes plaines, parfois de gigantesques dépressions formées par l’impact d’un gros astéroïde, envahies par la lave qui s’est solidifiée en basalte assez sombre. Le fond est plat, constellé de cratères de toute taille. La face cachée de la Lune comporte très peu de mers car la croûte y est deux fois plus épaisse, sans que la raison en soit connue.

Des massifs montagneux très élevés, souvent supérieurs à 3000 m, ont été formés dans les premiers âges de la Lune. Ils sont nommés selon les massifs européens : Alpes, Jura, Apennins… Des vallées et des failles découpent ces massifs, engendrées par les impacts et les éboulements car l’eau n’a jamais coulé sur la Lune.

Sans atmosphère pour les freiner, les astéroïdes arrivent intacts au sol et creusent de profonds cratères, en éjectant beaucoup de matériaux et de poussières qui forment le régolithe, lequel couvre l’ensemble de la surface lunaire. Ce bombardement était très intense jusqu’à la fin de la période Imbrienne il y a 3,2 milliards d’années. Les cratères peuvent comporter un pic central parfois très élevé (plus de 1000 m).

Des escarpements linéaires de grande longueur (rupes ou « murs ») sont visibles sur les mers, causés par le refroidissement du magma. De même, des failles concentriques peuvent apparaître au fond des cratères importants.

Inversement, l’effondrement d’anciens tunnels de lave engendre des failles ou rainures (rimae) parfois larges de plusieurs km ainsi que des chaînes de petits cratères sans rebords (catenae).

Environ 600 dômes volcaniques ont été recensés sur la Lune ; de forme arrondie, ils ne mesurent que quelques km de diamètre et présentent parfois un petit cratère sommital. Des dépôts pyroclastiques sombres peuvent être observés autour de ces évents.

Le site http://jeromegrenier.free.fr/atlas.htm fournit une description détaillée des formations remarquables ainsi que des informations sur la géologie de notre satellite, sous forme de fichiers pdf à télécharger.

Sur PC Windows ou Linux, l’atlas virtuel de la Lune de Christian Legrand et Patrick Chevalley est un outil incontournable par sa richesse et son interface très graphique : http://ap-i.net/avp/fr/start.

Plus de 9000 objets sont répertoriés ; on utilisera en particulier la position précise du terminateur en fonction de l'heure de l'observation ainsi que l’outil de tracé de profil qui permet d’évaluer l’importance et des reliefs, afin de trouver l’angle d’éclairement optimal.

Je me suis appuyé sur la base de données de cet atlas pour établir la liste qui suit, classée en fonction du jour d’observation idéal au cours de la lunaison. Noter que la situation est également favorable 13 jours après en fonction de l’orientation du relief, avec un éclairage venant de la direction opposée.