Une équipe de recherche dirigée par le professeur Di Kaichang de l’Institut de recherche sur l’information aérospatiale (AIR) de l’Académie chinoise des sciences (CAS) et leurs collaborateurs ont établi un modèle d’évolution avec de simples cratères dans la zone d’atterrissage de Chang’e-4. Les résultats de la recherche révèlent le processus d’évolution du régolithe lunaire et quantifient l’effet de renversement et de mélange de petits événements d’impact simples sur le régolithe lunaire.
L’étude a été publiée dans Icare.
La sonde chinoise Chang’e-4, lancée le 8 décembre 2018, a effectué le tout premier atterrissage en douceur sur le cratère Von Karman dans le bassin Pôle Sud-Aitken de l’autre côté de la Lune le 3 janvier 2019.
Le régolithe lunaire, une couche de débris non consolidés recouverte à la surface de la lune, est généralement supposé être le principal produit des impacts de météorites ou de micrométéorites et du bombardement de particules à haute énergie. Le régolithe lunaire évolue sous l’effet du jardinage d’impact et le processus est important pour la recherche de la stratigraphie lunaire, l’histoire de l’impact lunaire et la distribution d’énergie sur la surface lunaire.
L’équipe de recherche a interprété les cratères d’impact à partir d’images de télédétection haute résolution et a obtenu un groupe d’événements d’impact aléatoires dans la zone d’atterrissage selon la fonction de production de Neukum et la fonction de chronologie du cratère lunaire.
Sur la base des événements d’impact établis, l’équipe a analysé le processus d’évolution des matériaux de surface lunaire sous l’effet du jardinage d’impact.
Ils ont d’abord analysé l’excavation par impact d’un événement d’impact unique et calculé la superposition de plusieurs événements d’impact. Ensuite, les événements d’impact ont été générés un par un en fonction de la fonction de production du cratère d’impact lunaire, et le calcul a été effectué étape par étape.
Finalement, la distribution spatiale de l’épaisseur du régolithe lunaire et la taille des fragments dans la zone d’atterrissage de Chang’e-4 à différents âges ont été obtenues.
L’étude indique que la formation du régolithe lunaire est contrôlée par des événements d’impact plus importants, tandis que le renversement superficiel et le mélange du régolithe lunaire sont principalement causés par des événements d’impact plus petits.
En outre, cela révèle également que le régolithe lunaire est principalement formé au début en raison du flux d’impact élevé à cette époque. Par exemple, l’âge absolu du modèle de la zone d’atterrissage de Chang’e-4 est d’environ 3,5 Ga, tandis que le régolithe lunaire s’est principalement formé avant 3,0 Ga et a changé lentement par la suite.
Sur la base des données in situ de la sonde Chang’e-4, les scientifiques peuvent déterminer l’épaisseur du régolithe et révéler les fines structures souterraines et l’histoire évolutive de la zone d’atterrissage de la sonde.
Avec le modèle, les scientifiques ont spéculé sur un scénario possible du processus régional de formation et d’évolution du régolithe lunaire, qui fournira une référence pour les futures missions d’exploration et d’échantillonnage de la surface lunaire.
Ke Shi et al, Le processus de jardinage du régolithe lunaire par de petits cratères d’impact : une étude de cas dans la zone d’atterrissage de Chang’E-4, Icare (2022). DOI : 10.1016/j.icarus.2022.114908