NASA a officiellement retenu la mission GIMLI, portée par le Planetary Science Institute, afin de sonder les profondeurs du cratère de Marius Hills sur la Lune. Ce projet robotique utilisera des radars, des sismographes et des gravimètres pour déterminer si cette formation volcanique débouche sur une immense structure souterraine.
L’agence spatiale américaine prépare l’établissement d’une présence humaine durable près du pôle Sud lunaire dans le cadre du programme Moon Base, avec des astronautes attendus dès le début des années 2030 selon source 4. Les scientifiques explorent une piste naturelle pour protéger les équipages des radiations cosmiques, des micrométéorites et des variations thermiques extrêmes de la surface : les tunnels de lave formés par d’anciennes éruptions volcaniques entre 3,8 et 3 milliards d’années selon source 6.
La mission GIMLI cible le gouffre de Marius Hills pour trouver un abri naturel
Sélectionnée le 30 septembre au sein du programme PRISM, la mission GIMLI — acronyme de Geophysical Instruments for Marius Lunar pit Investigation — doit examiner le cratère de Marius Hills, également désigné sous le nom de Marius Hills Pit ou MHP. Cette excavation spectaculaire est située dans l’Oceanus Procellarum et a été découverte en 2009 par la sonde japonaise Kaguya, ou SELENE. Ce gouffre vertical mesure environ 34 à 45 mètres de profondeur, pour une ouverture de 65 par 90 mètres, soit approximativement 213 par 295 pieds, ce qui équivaut à une profondeur comparable à un immeuble de 10 étages pour une superficie semblable à un terrain de football américain, selon source 10.
Les chercheurs disposaient seulement d’observations orbitales suggérant des vides souterrains, appuyées par des études d’échos radar menées dès 2017 avec Kaguya ou plus récemment en 2024 dans Nature Astronomy pour d’autres sites comme le puits de Mare Tranquillitatis, selon source 6.
Nicky Fox, administrateur associé de la direction des missions scientifiques de la NASA, a déclaré selon Science Direct : « La division NASA Science élabore le guide de survie interplanétaire ultime afin de garantir que la science soit la première à atteindre la surface lunaire, pour fournir à l’avance à nos futurs équipages d’astronautes les informations cruciales, les ressources et les mesures de sécurité indispensables pour survivre à la nuit sur la Lune ».
Des capteurs sismiques et des radars pour cartographier le sous-sol lunaire
La charge utile combinera plusieurs instruments de pointe pour percer le secret du site. Le projet s’appuie notamment sur des capteurs sismiques à source active, une méthode que les astronautes d’Apollo avaient employée lors de leurs missions mais qui n’avait plus été réintroduite dans l’exploration planétaire depuis cette époque, ainsi que le souligne Than Putzig.
L’appareil embarquera aussi un radar à pénétration de sol fourni par l’Agence spatiale norvégienne, un gravimètre destiné à mesurer le champ de gravitation local, ainsi que des caméras chargées de photographier les parois internes du cratère. Honeybee Robotics, une filiale de Blue Origin, participe à la conception et à l’intégration de ces équipements technologiques, incluant le système sismique à source active, le gravimètre et les caméras, en partenariat avec des co-investigateurs issus de Boise State University, Johns Hopkins University, du Lunar and Planetary Institute et de l’University of Oslo, selon source 2.
Than Putzig, chercheur au Planetary Science Institute, a indiqué selon Science Direct : « Cela fait longtemps que je souhaite réintroduire les méthodes sismiques intentionnelles à source active dans la science planétaire, car cela n’a pratiquement plus été fait depuis que les astronautes d’Apollo ont mené les premières prospections sismiques sur la Lune ».
Protéger les équipages tout en étudiant la géologie volcanique
La confirmation d’un vaste tube de lava offrirait un abri naturel de premier ordre contre les micrométéorites et les fluctuations thermiques drastiques de la surface lunaire. L’exploration des parois du gouffre, situées dans l’une des zones les plus volcaniquement variées de la Lune, permettrait d’analyser des couches de régolithe et de coulées de lave jusqu’alors inaccessibles qui demeurent enfouies, renseignant les chercheurs sur les intervalles entre les éruptions volcaniques passées, même si aucun tunnel n’était finalement détecté par les instruments de surface.
Gareth Morgan, scientifique senior et directeur adjoint du programme GIMLI au PSI, a affirmé selon Science Direct : « Confirmer l’existence d’un tube de lave substantiel nous donnerait un aperçu du fonctionnement du volcanisme sur la Lune. Les tubes de lave constituant une caractéristique fréquente du volcanisme basaltique sur Terre, les identifier sur la Lune signifie que nous pourrions utiliser la connaissance de telles cavernes terrestres pour mieux comprendre l’histoire lunaire ».