En analysant des échantillons lunaires de la mission Chang’e-5, recueillis sur la face visible de la Lune, les chercheurs ont découvert d’importantes quantités de graphène multicouches, une découverte qui remet en cause l’hypothèse de longue date selon laquelle la formation de la Lune par un impact colossal aurait entraîné un épuisement de ses réserves de carbone, une théorie déjà corroborée par des échantillons de la mission Apollo.
L’origine de la Lune fait depuis longtemps l’objet de débats houleux, et diverses hypothèses ont été avancées. La plupart d’entre elles reposent sur la découverte et la mesure du carbone, un élément essentiel pour déchiffrer la formation et l’évolution des corps célestes.
Les analyses d’échantillons provenant des missions Apollo ont conduit à la croyance largement répandue selon laquelle une collision colossale a entraîné l’épuisement du carbone de notre Lune.
Des études récentes remettent toutefois en cause cette théorie en révélant d’importantes sources de carbone sur la Lune. L’une de ces études a détecté des émissions d’ions carbone sur la surface lunaire, ce qui indique une origine locale. Elle a également avancé que les impacts de météorites pourraient générer du carbone graphite sur la surface de la Lune.
Pour approfondir la connaissance des origines du carbone à la surface de la Lune, des chercheurs de l’Université de Jilin en Chine se sont concentrés sur des échantillons recueillis par la sonde lunaire Chang’e-5 en 2020. Ils soutiennent que la compréhension de la structure cristalline de la phase de carbone racinaire grâce à une analyse plus approfondie de jeunes échantillons lunaires est cruciale pour parvenir à un consensus sur l’évolution géologique de la Lune, comme le détaille leur récente publication dans la revue National Science Review .
Le graphène s’est formé à la suite d’éruptions volcaniques et du vent solaire
Dans une étude récente sur l’origine du carbone lunaire, les scientifiques se sont concentrés sur le graphène, une forme de graphite. On estime qu’environ 1,9 % du carbone interstellaire est du graphène.
Des recherches antérieures ont également détecté du graphène dans le nuage protosolaire (la nébuleuse à l’origine du système solaire) et dans les chondrites carbonées, un type de météorite pierreuse. Par conséquent, l’analyse de la structure du graphène d’origine locale pourrait donner des informations sur l’évolution géologique des corps célestes.
La sonde Chang’e-5 a collecté 1,7 kg d’échantillons lunaires dans l’une des plus jeunes zones volcaniques de la face visible de la Lune. Les chercheurs ont utilisé la spectroscopie Raman pour analyser ces échantillons, une méthode sophistiquée permettant d’examiner de petites particules de roche lunaire d’un diamètre moyen de 2,9 millimètres. Le graphène a été découvert en quantités relativement importantes, existant à la fois sous forme de particules individuelles et en combinaison avec d’autres éléments comme le sodium, le magnésium, l’aluminium, le silicium, le calcium, l’étain et le fer. Des analyses supplémentaires ont confirmé la présence de graphène multicouche.
Les experts suggèrent que le graphène se forme in situ sur la Lune en raison de processus catalytiques du vent solaire et des éruptions volcaniques. La présence de fer dans les zones riches en carbone implique un rôle important dans la formation du graphène. De plus, la structure du graphène suggère une formation à haute température, probablement due à l’activité volcanique, permettant aux matériaux ferreux de réagir avec les gaz riches en carbone du vent solaire, ce qui donne naissance à du graphène multicouche.
« Ce mécanisme implique un processus de capture du carbone sur la Lune qui pourrait conduire à une accumulation progressive de carbone local », explique l’équipe dans son rapport.
C’est la présence d’une source locale de carbone qui jette le doute sur la validité de l’hypothèse de l’impact géant.
« Une étude plus approfondie des propriétés du graphène naturel fournirait davantage d’informations sur l’évolution géologique de la Lune », suggèrent les experts.
Ces résultats offrent également des informations cruciales sur les ressources présentes sur la surface lunaire, qui sont essentielles à la mise en place de futures bases lunaires habitées.
La découverte est significative pour au moins 3 raisons :
- Elle bouleverse les théories existantes : La présence de graphène « indigène » sur la Lune contredit l’idée précédente d’une Lune pratiquement sans carbone, remettant en question les théories de sa formation.
- Applications futures potentielles : Le graphène lunaire pourrait être une ressource précieuse pour les futures missions lunaires et le développement des infrastructures spatiales.
- « Nouvelles origines” : les scientifiques suggèrent que le graphène s’est formé lors de processus à haute température, éventuellement liés à des éruptions volcaniques ou à des impacts de météorites. Adieu à la théorie de la Lune formé par l’impact de la Terre avec une autre planète aussi grande que Mars ?
Le graphène protège efficacement des ondes millimétriques (5G/6G)
L’utilisation de composés polymères à base de graphène capables de protéger efficacement de fortes concentrations de micro-ondes et d’ondes millimétriques (5G/6G) sera cruciale dans un avenir proche.
Nous observons une augmentation de l’intérêt sur le sujet, principalement parce que de plus en plus d’appareils électroniques et de mobilité électrique sont liés les uns aux autres. En conséquence, nous ne pouvons plus compter entièrement sur les métaux traditionnels et non durables.
L’impression 3D bientôt rendue possible dans l’espace avec le graphène
Si l’impression 3D était rendue possible dans l’espace, cette innovation pourrait permettre aux astronautes de créer les outils et les matériaux dont ils ont besoin même lorsqu’ils sont loin de la Terre.
Les utilisations actuelles et potentielles du graphène dans la technologie spatiale sont nombreuses. Par exemple, les hydrogels améliorés au graphène pourraient créer des matériaux meilleurs et plus résistants mécaniquement pour les engins spatiaux.
Le graphène et les matériaux liés au graphène ont tendance à être à la fois plus légers et plus résistants que les autres matériaux, ce qui signifie que les engins spatiaux construits à l’aide de graphène pourraient être à la fois plus résistants aux conditions difficiles de l’espace que les matériaux actuellement utilisés, ainsi que plus légers, ce qui signifierait avoir besoin de moins de carburant pour propulser le vaisseau spatial en orbite.
D’autres projets phares liés au graphène liés à l’espace incluent la recherche d’utilisation de technologies à base de graphène pour surmonter le manque actuel de technologie de protection contre les rayonnements.
Les astronautes qui passent de plus longues périodes dans l’espace, même quelques mois seulement sont soumis à des radiations cosmiques dangereuses et, à l’heure actuelle, il n’existe aucune technologie capable de les protéger de ce danger. Le graphène, cependant, a le potentiel de résoudre ce problème en développant des engins spatiaux mieux protégés, ou même en créant de meilleurs moteurs, ce qui pourrait permettre aux engins spatiaux de se déplacer plus rapidement et ainsi réduire le temps que les astronautes passent dans l’espace et sont exposés aux radiations.
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