thumb|Éclaté de LCROSS.
thumb|Trajectoire suivie par la sonde entre son lancement et sa collision avec le sol lunaire.
Lunar CRater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) est une sonde spatiale lunaire américaine de la NASA lancée le à 21 h 32 TU par un lanceur Atlas V depuis la base de lancement de Cap Canaveral, en même temps que la sonde Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO). La mission de LCROSS est d'analyser les débris de Lune soulevés par l'impact de l'étage Centaur de son lanceur sur le sol lunaire dans une zone de la région polaire située en permanence à l'ombre en y recherchant la présence d'eau. L'impact a lieu le vendredi . Les données recueillies permettent de confirmer la présence d'eau distribuée de manière irrégulière dans les régions situées en permanence à l'ombre.
Le sol lunaire est éclairé par le Soleil avec une périodicité liée à la durée du jour lunaire (29 jours terrestres). Lorsque le Soleil est au zénith, le sol atteint une température de . L'eau, qui peut être présente à l'origine ou apportée par des météorites, s'est depuis longtemps évaporée. De fait, les roches ramenées par les missions Apollo sont quasi anhydres. Elles ne contiennent quasiment pas d'eau libre, ni de groupements hydroxyles (OH) dans des minéraux hydroxylés comme les amphiboles, micas, argiles et serpentines. Les infimes traces d'eau identifiées sont généralement interprétées comme le résultat de contaminations durant le transit vers la Terre : les échantillons sont rangés dans le module lunaire puis dans la capsule Apollo pendant le retour vers la Terre, et ce de façon non étanche. Il existe toutefois des régions près des pôles où le flanc des cratères d'obscurité éternelle, soit des cratères créent des zones d'ombre permanentes qui ne sont jamais frappées par le Soleil parfois depuis des milliards d'années.
En 1999, la sonde Lunar Prospector, placée en orbite autour de la Lune, détecte des traces d'hydrogène sur notre satellite au niveau des zones polaires au-dessus des cratères situés en permanence à l'ombre.
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droite|vignette| Région du pôle Sud (> 70°S) d'après une mosaïque d'environ 1500 images de Clementine. Le pôle Sud de la Lune est le point de l'hémisphère sud de la Lune où l'axe de rotation lunaire rencontre sa surface. Il présente un intérêt particulier pour les scientifiques en raison de la présence de glace d'eau dans ses cratères d'obscurité éternelle : ceux-ci ne reçoivent jamais la lumière du soleil et restent ainsi en permanence suffisamment froids pour que la glace et d'autres substances volatiles restent piégées.
Chandrayaan-1 (en sanskrit चन्द्रयान-१, prononcé est une mission spatiale de l'Organisation indienne pour la recherche spatiale (ISRO, l'agence spatiale de l'Inde) qui était destinée à mettre une sonde spatiale en orbite autour de la Lune durant deux ans pour tester les capacités technologiques de l'Inde dans l'espace et pour rapporter des informations scientifiques sur les caractéristiques de la surface lunaire. La sonde spatiale d'une masse de 1380 kilogrammes comporte onze instruments dont sont fournis par la NASA et l'Agence spatiale européenne.
vignette|Lancement du Saturn V, lanceur du programme Apollo, projet emblématique de la NASA. La National Aeronautics and Space Administration (en français : « Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace »), plus connue sous son acronyme NASA, est l'agence fédérale responsable de la majeure partie du programme spatial civil des États-Unis. La recherche aéronautique relève également du domaine de la NASA. Depuis sa création le , la NASA joue mondialement un rôle dominant dans le domaine du vol spatial habité, de l'exploration du Système solaire et de la recherche spatiale.