En effectuant des expériences de simulation d’environnements lunaires, des chercheurs ont constaté que des microorganismes terrestres communs pourraient survivre dans les zones ombragées près du pôle sud lunaire, une région envisagée pour l’établissement de futures infrastructures lunaires habitées. Cette découverte met en évidence les questions liées à la contamination des environnements extraterrestres par les astronautes, en compliquant notamment les projets visant à distinguer les composés lunaires anciens de ceux introduits.
L’établissement de bases lunaires habitées en permanence figure parmi les principaux objectifs des agences spatiales pour les années à venir. La NASA prévoit de commencer à déployer les premières infrastructures entre 2029 et 2032, avant une phase de présence permanente à partir de 2032, tandis que la Chine prévoit un premier alunissage d’ici 2030.
Ces projets offriront de nouvelles possibilités pour la recherche scientifique, en permettant d’expérimenter au sein de laboratoires naturels dont les conditions seraient quasi impossibles à reproduire sur Terre.
Cependant, ces projets entraîneraient nécessairement une présence humaine et donc une modification de l’environnement local. Chaque centimètre carré de peau humaine abrite près d’un million de bactéries, dont certaines pourraient être libérées par les astronautes et se répandre dans les environnements lunaires.
« L’être humain est un explorateur né, et avec lui viennent sa voix, ses souvenirs… et son microbiote », explique Prabal Saxena, planétologue au Centre de vol spatial Goddard de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland. La contamination biologique potentielle des environnements lunaires pourrait être problématique pour l’identification des signatures chimiques liées à la géologie ancienne de la Lune.
En effet, le pôle sud lunaire présente des caractéristiques particulières par rapport au reste de la Lune, raison pour laquelle il est choisi comme site d’alunissage pour les futures missions habitées. Ces caractéristiques favorisent notamment la préservation de glace d’eau dans les régions durablement ombragées.
D’autre part, la faible obliquité de la Lune fait que certaines régions du pôle sud lunaire reçoivent des quantités réduites de rayonnement ultraviolet et conservent des températures relativement stables. De ce fait, avant d’établir des bases lunaires et d’effectuer des missions habitées vers Mars, les scientifiques doivent constituer une base de référence claire montrant quels contaminants pourraient être introduits par l’homme.
« Nous devons comprendre ce qui était là avant nous, car lorsque nous irons sur Mars à la recherche de signes de vie au-delà de notre planète, nous voudrons nous assurer qu’il ne s’agit pas de choses que nous avons apportées », souligne Andrew Needham, scientifique du programme Artemis spécialisé dans le contrôle de la contamination des échantillons lunaires, basé au centre Goddard de la NASA.
Contamination potentielle de la Lune par des bactéries terrestres
Dans une étude parue récemment dans la revue Science Advances, Saxena, Needham et leurs collègues ont identifié des souches de microorganismes terrestres qui pourraient survivre aux conditions lunaires et constituer des contaminants potentiels lors des missions habitées. Dans cette étude, survivre signifie que le microorganisme reste vivant pendant au moins une journée terrestre, mais n’implique pas nécessairement qu’il peut croître ou se reproduire.
Pour les identifier, les chercheurs ont d’abord examiné en détail comment la lumière solaire atteint les pôles lunaires. Plus précisément, les chercheurs ont compilé des cartes détaillées d’altitude, de température et de rayonnement, à partir des données de la sonde Lunar Reconnaissance Orbiter pour modéliser les conditions environnementales de trois régions proches du pôle sud lunaire : le rebord Nobile, la crête de connexion et le rebord De Gerlache.
Le programme Apollo a permis à six binômes d’astronautes de se poser sur la Lune entre 1969 et 1972. Les six sites d’alunissage se situent à proximité de l’équateur lunaire. Cette visualisation met en contraste ces sites avec le pôle Sud, une zone au potentiel immense pour l’exploration future. © Studio de visualisation scientifique de la NASA/Ernie Wright
En s’appuyant sur ces données environnementales, les chercheurs ont examiné quels microorganismes terrestres pourraient potentiellement résister aux conditions proches du pôle Sud lunaire. Ils ont pour cela sélectionné des espèces qui ont déjà été observées dans des environnements spatiaux ainsi que d’autres fréquemment associés à l’être humain.
Parmi ces microorganismes figuraient Aspergillus niger, un champignon colonisant habituellement les milieux chauds et humides tels que les salles de bains et les systèmes de chauffage, mais qui a été observé à bord de la Station spatiale internationale (ISS). Des expériences ultérieures ont montré qu’il peut aussi survivre à l’extérieur de la station. L’équipe a également sélectionné Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Deinococcus radiodurans et plusieurs espèces de Fusarium, pour effectuer leurs analyses.
Des niches de survie de la taille d’une empreinte de botte
Les cartographies basées sur les niveaux de rayonnement UV et de chaleur tolérés par les microorganismes ont permis d’identifier des « niches de survie » allant de fonds de cratères larges de plusieurs kilomètres à de petites zones à peine plus grandes que l’empreinte d’une botte d’astronaute. Et du fait de sa grande résistance aux UV, A. niger pourrait même survivre dans des zones partiellement exposées au Soleil.
« Quand on pense à la Lune, on ne pense généralement pas à la biologie », explique Heather Graham, co-auteure de l’étude menée au centre Goddard de la NASA. « Pourtant, la Lune est un milieu où une cellule peut survivre. Par conséquent, lors de nos premières explorations, il est essentiel d’accorder une attention particulière aux micro-organismes qui s’y introduisent et de s’attacher à caractériser la chimie lunaire avant que nos visites ne modifient nos découvertes », conclut-elle.
