L'instrument APXC à bord du rover lunaire de la mission lunaire Chandrayaan-3 de l'ISRO a mené une étude spectroscopique in situ pour vérifier l'abondance des éléments dans le sol autour du site d'atterrissage dans la région polaire sud de la Lune. Il s'agissait de la première étude in situ de la composition élémentaire du sol lunaire dans la région polaire sud (des études précédentes avaient analysé la composition du sol dans les régions équatoriales à moyennes latitudes). Les résultats ont montré une uniformité dans la composition du sol lunaire. La roche ferroan anorthosite (FAN), riche en plagioclase, était majoritairement présente. C’est un produit de la cristallisation de l’océan magma lunaire (LMO). Une abondance de minéraux riches en magnésium a également été détectée, suggérant une contribution de la couche plus profonde de la Lune. Dans l’ensemble, cette étude soutient l’hypothèse de l’évolution de la Lune sur l’océan de magma lunaire (LMO).
La mission lunaire Chandrayaan-3 de l'ISRO a démontré sa capacité d'atterrissage en douceur sur la Lune le 23 août 2023 lorsque son atterrisseur est descendu sur la surface de la lune près du pôle sud à 69.37 degrés de latitude sud et 32.35 degrés de longitude est (appelé plus tard point Shiv Shakti).
Le rover déployé a exploré la zone voisine en parcourant environ 103 mètres pendant les dix jours suivants et a mené des expériences in situ à l'aide de l'instrument APXS (Alpha Particle X-ray Spectrometer) à bord du rover.
La mission a mesuré la composition des éléments du sol lunaire aux emplacements d'arrêt du rover en déployant l'instrument APXS près de la surface pour les mesures et en le rangeant pendant le déplacement. Des techniques de spectroscopie de fluorescence X et d'émission de rayons X induite par des particules ont été utilisées pour détecter et quantifier divers éléments majeurs et mineurs présents dans le sol lunaire, tels que Si, Mg, Al, Fe, Ca, ainsi que Mn, Cr, Ti, Ni, K, Na et S, etc. En irradiant la surface lunaire avec ses sources de Cm-244, APXS a enregistré les lignes de rayons X caractéristiques de tous les éléments majeurs et mineurs. L'APXS a effectué 23 observations le long de la trajectoire du rover et a obtenu un spectre de rayons X à chaque emplacement.
Il s'agit des premières mesures in situ de la composition des éléments du sol lunaire dans les régions méridionales des hautes latitudes de la Lune. Des études antérieures de mesures d'éléments dans le sol lunaire ont été réalisées à l'aide d'échantillons collectés dans les régions équatoriales à moyennes latitudes par les missions Apollo, Luna et Chang'e 5, de météorites lunaires d'origine inconnue et de mesures in situ du milieu lunaire. -régions de latitude par les missions Chang'e 3 et Chang'e 4.
L'analyse des données APXS des 23 mesures effectuées à chaque endroit proche du site d'atterrissage a révélé que la composition élémentaire est uniforme dans toute la zone explorée par le rover. Le sol est un mélange de deux types de roches. La roche ferroan anorthosite (FAN), riche en plagioclase, est un produit de la cristallisation de l'océan magmatique lunaire (LMO). L'instrument APXS a également détecté une plus grande abondance de minéraux riches en magnésium.
La connaissance de la composition des éléments de la surface lunaire est importante pour comprendre la formation et l’évolution de la Lune. Selon l’hypothèse de l’océan de magma lunaire (LMO), la Lune était à l’origine entièrement un océan de magma. Les minéraux les plus lourds ont coulé et ont formé les couches internes à mesure que le magma se refroidissait. Simultanément, les minéraux plus légers flottaient et formaient la croûte externe de la Lune.
La présence dominante d'anorthosite ferroenne (FAN) dans le sol lunaire dans la région du site d'atterrissage du rover, qui constitue la principale conclusion de cette étude, soutient l'hypothèse de l'océan de magma lunaire (LMO). La présence de minéraux riches en magnésium suggère un mélange avec des minéraux provenant de la couche interne.
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Références:
- Vadawale, SV, Mithun, NPS, Shanmugam, M. et al. Mesures de l'abondance des éléments Chandrayaan-3 APXS aux hautes latitudes lunaires. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07870-7
- Communiqué de presse de l'ISRO. L'APXS construit par PRL sur le rover Pragyan de Chandrayaan-3 a effectué les premières mesures de l'abondance des éléments du sol lunaire dans la région polaire sud de la Lune. Publié le 21 août 2024. Disponible sur https://www.isro.gov.in/media_isro/pdf/APXS_CH3.pdf
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