Comment fonctionne le temps sur la Lune ?

Nous cherchons à retourner sur la Lune. Pas seulement avec des robots cette fois, mais aussi avec des astronautes ! Ils feront toutes sortes de choses intéressantes une fois sur place. Peut-être qu'ils travailleront même à établir une présence plus permanente de l'humanité sur la surface lunaire, auquel cas ils devront se lever le matin, prendre leur petit-déjeuner et se rendre au travail.

Cela soulève la question : comment fonctionne le temps sur la Lune ? Aussi simples qu’ils puissent l’être ici-bas, les jours et les années terrestres n’ont après tout que peu de sens là-haut. Alors que se passe-t-il là-haut ?

TIC Tac

Sur Terre, nous avons un grand nombre de fuseaux horaires. Au décompte actuel, ils sont une quarantaine. Officiellement, ils sont rattachés à leur décalage par rapport à l'heure moyenne de Greenwich. Certaines juridictions utilisent des décalages par demi-heure ou par quart d'heure, bien que la majorité s'en tienne à des heures entières par souci de simplicité.

Pourquoi avons-nous tous ces fuseaux horaires ? C’est parce que les humains aiment adapter leurs journées aux conditions solaires locales. Nous voulons que minuit soit à peu près au milieu de la nuit, et nous voulons que le soleil soit à peu près au-dessus de midi. Ainsi, nous sélectionnons des fuseaux horaires qui permettent cela afin que nos journées aient un sens en fonction de nos horloges. Les nombres que nous attribuons à une heure donnée sont en fin de compte arbitraires ; l'univers ne se soucie pas de savoir si nous pensons qu'il est 9 heures ou 37 heures. Nous venons de le configurer comme nous l'aimons, d'une manière qui fonctionne pour nos sociétés.

Sur la Lune, tout cela n’a pratiquement plus de sens. Elle n'est pas soumise au même cycle jour/nuit que la Terre, car c'est un corps céleste totalement séparé qui fait ses propres affaires. À la lumière de cela, la réponse la plus simple consiste simplement à utiliser un fuseau horaire terrestre pratique pour le chronométrage des missions sur la Lune.

Une visualisation numérique du Soleil vu depuis le site d'atterrissage d'Apollo 16. Sans atmosphère pour diffuser la lumière, le ciel sur la Lune est toujours effectivement sombre. Vous regardez simplement l’espace, même lorsque le soleil brille comme sur cette image. Crédit : Studio de visualisation scientifique de la NASA/Ernie Wright

C'est très bien pour les opérations courtes, ou celles impliquant des robots, dans une certaine mesure. Par exemple, les missions Apollo ne se souciaient pas beaucoup de « l’heure de la Lune ». Avec des missions d'une durée maximale d'une journée en surface, ils ne sont pas restés sur la Lune assez longtemps pour que les cycles jour/nuit ou leurs rythmes circadiens soient une préoccupation majeure.

Si l’humanité veut établir une présence permanente sur la Lune, les choses se compliquent. Notre corps a tendance à aimer fonctionner selon un horaire de 24 heures. Notre sommeil peut être perturbé si nous n'observons pas les cycles jour/nuit typiques, ce qui peut entraîner de la fatigue, des problèmes de santé et de performance. Ainsi, il pourrait être très important pour une colonie lunaire de planifier ses opérations en fonction des conditions locales.

Il existe également la perspective d'établir un système de navigation par satellite pour la Lune, similaire au GPS et à Galileo sur Terre. L'ESA a proposé l'initiative Moonlight, qui vise à fournir une couverture de navigation aux astronautes sur la Lune avec des satellites en orbite lunaire. La navigation par satellite dépend fortement d'un chronométrage précis, la question sera donc de savoir sur quelle base de temps les satellites fonctionneront ?

La face cachée de la Lune n’est pas du tout sombre. C'est juste le côté qui nous fait face, car la Lune est verrouillée par la Terre. Nous avons dû développer un vaisseau spatial pour pouvoir l’observer. Crédit : NASA, domaine public.

La rotation de la Lune n'est pas d'une grande aide ici pour générer un cycle jour/nuit : elle ne tourne qu'une fois tous les 29,5 jours terrestres. Les jours lunaires durent des semaines, suivis de nuits sur la même échelle de temps. Ne vous laissez pas non plus dérouter par le concept de « face cachée de la Lune ». Il s’agit plutôt du fait qu’une partie de la Lune n’est pas visible depuis la Terre. On l'appelle plus correctement la « face cachée de la Lune », car elle reçoit autant de lumière solaire que la face proche.

Compte tenu des conditions d'éclairage sur la Lune, il y a peu d'espoir de créer des fuseaux horaires solaires semblables à ceux de la Terre. Au lieu de cela, les agences spatiales déclareraient probablement que les astronautes devraient s’en tenir à un seul fuseau horaire terrestre et ignorer les conditions solaires locales. Étant donné que les humains ne pouvaient de toute façon pas raisonnablement rester éveillés pendant la partie claire d’une journée de pleine lune, cela pourrait être une bonne solution. N’importe quel groupe d’astronautes pourrait choisir le fuseau horaire le plus pratique pour travailler avec ses équipes de soutien chez lui sur Terre. Par exemple, les équipages indiens souhaiteront peut-être s'en tenir à l'heure standard de l'Inde, tandis que les astronautes de la NASA préféreront probablement rester à l'heure centrale avec Mission Control à Houston. Dans ces cas-là, les équipages utiliseraient probablement des horaires stricts et peut-être même une assistance légère pour maintenir les rythmes circadiens. C'est déjà un protocole typique sur des stations comme l'ISS.

Il fait sombre sur la Lune, c’est pourquoi nous voyons les « phases » de la Lune depuis la Terre. Dans cette visualisation, vous pouvez voir que la partie éclairée de la Lune est en grande partie tournée vers l’opposé de l’observateur. Crédit : NASA, domaine public

Il pourrait cependant être utile d’établir un système d’heure lunaire. Les astronautes devraient toujours suivre le cycle jour-nuit local dans différentes régions, car cela aurait toutes sortes d’impacts sur les opérations locales. Il se pourrait que la Lune soit divisée en une série de 12 ou 24 régions, chacune d'elles se voyant attribuer un jour de 24 « heures lunaires ». Lors de la planification de travaux dans une zone donnée, les astronautes pourraient vérifier l’heure locale de la Lune pour déterminer si leur travail se déroulera de jour ou de nuit.

Il est facile d'imaginer superposer l'heure locale de la Lune et le fuseau horaire de la Terre sur un calendrier ou une application de planification quelconque. Ainsi, si vous savez que vous vous dirigez vers une région donnée à midi de la Lune, heure locale de la Lune, vous savez que vous disposez d'au moins 8,125 jours terrestres de soleil avant d'arriver à l'heure sombre locale. La conversion entre ce fuseau horaire et le fuseau horaire de 24 heures choisi par l'astronaute deviendrait un problème éternel, mais une partie nécessaire de la vie et du travail sur la Lune.

Pour la plupart d’entre nous qui lisons ceci, nous n’avons pas besoin de trop nous inquiéter de l’heure de la Lune. Les technologies de lancement sont encore suffisamment primitives pour que peu d’entre nous, voire aucun, ne fouleront le sol lunaire. Mais pour les enfants de nos enfants, ou pour leurs enfants, cela pourrait être un gros problème. Ils planifieront des raves lunaires dans des mines de glace désaffectées qui débuteront à minuit, Far Side Lunar Time (FSLT). Ils vont s'amuser.

François Zipponi
Je suis François Zipponi, éditorialiste pour le site 10-raisons.fr. J'ai commencé ma carrière de journaliste en 2004, et j'ai travaillé pour plusieurs médias français, dont le Monde et Libération. En 2016, j'ai rejoint 10-raisons.fr, un site innovant proposant des articles sous la forme « 10 raisons de... ». En tant qu'éditorialiste, je me suis engagé à fournir un contenu original et pertinent, abordant des sujets variés tels que la politique, l'économie, les sciences, l'histoire, etc. Je m'efforce de toujours traiter les sujets de façon objective et impartiale. Mes articles sont régulièrement partagés sur les réseaux sociaux et j'interviens dans des conférences et des tables rondes autour des thèmes abordés sur 10-raisons.fr.