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Agence spatiale européenne (ESA) – The Conversation
2024-02-19T14:55:46Z
tag:theconversation.com,2011:article/221695
2024-02-19T14:55:46Z
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Trous noirs : deux missions spatiales à l’affût des cataclysmes cosmiques
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/575663/original/file-20240214-28-80l03g.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C0%2C2959%2C1708&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Les trous noirs supermassifs, présents au coeur des galaxies, ont une masse de plusieurs millions de fois celle du Soleil. Autour d'eux gravite de la matière qui chauffe et brille avant de finir par y tomber.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2024/02/Black_hole_winds_from_a_galactic_core">ATG/ESA</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span></figcaption></figure><p>L’année 2024 s’annonce passionnante pour l’exploration des <a href="https://theconversation.com/fr/topics/trous-noirs-24673">trous noirs</a> : la mise en orbite du satellite <a href="https://ep.bao.ac.cn/ep/">Einstein Probe</a> en janvier dernier promet d’enrichir notre compréhension de ces objets grâce à des technologies innovantes de détection des rayons X. Cet été, il sera rejoint à 600 km au-dessus de nos têtes par le satellite <a href="https://www.svom.eu">SVOM</a> (<em>Space-based Multiband Astronomical Variable Objects Monitor</em>). Ces deux missions, fruits de collaborations sino-européennes, vont notamment se consacrer à l’étude des « cataclysmes cosmiques », des événements souvent brefs qui libèrent de grandes quantités d’énergie, mais qui fournissent aussi de précieuses informations sur les trous noirs.</p>
<p>Chaque galaxie abrite en son cœur un trou noir supermassif concentrant des millions de fois la masse du Soleil dans une région de taille comparable à celle du système solaire. Comment ces trous noirs se forment-ils ? Comment dévorent-ils la matière qui gravite à leur voisinage ? Comment sont-ils capables d’éjecter une partie de cette matière à des vitesses approchant celle de la lumière ? Ces questions passionnantes demeurent des énigmes pour les astrophysiciens car l’étude des trous noirs est rendue complexe par le simple fait qu’ils n’émettent pas de lumière.</p>
<p>Pour mieux les comprendre, il s’agit d’être à l’affût, car les occasions sont rares. Le moment parfait se présente lorsqu’ils se mettent en action, engloutissant la matière orbitant à leur voisinage. Le gaz chauffé émet alors de la lumière, notamment dans le domaine des rayons X, qui sont absorbés par l’atmosphère terrestre et donc inobservables depuis le sol. Ce rayonnement, parfois émis sur de brèves périodes de temps, est cependant observable par des <a href="https://theconversation.com/fr/topics/telescope-124015">observatoires</a> placés en orbite terrestre, en dehors de l’atmosphère, comme les satellites Einstein Probe et SVOM.</p>
<h2>Einstein Probe : des yeux de homard en orbite</h2>
<p>Dirigé par une collaboration de l’Académie des sciences chinoise, du <em>Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics</em> en Allemagne, de l’Agence spatiale européenne et du CNES, l’agence spatiale française, Einstein Probe embarque à son bord deux télescopes à rayons X. L’un des deux, le <em>Wide Field X-ray Telescope</em> (WXT) est un instrument de nouvelle génération dont la conception optique imite les yeux du homard. Ces derniers sont en effet constitués de petites structures hexagonales, les ommatidies, qui sont chargées de diriger la lumière sur les cellules photosensibles de l’œil. </p>
<p>De la même manière, l’optique du WXT est constituée de canaux microscopiques agencés en une configuration sphérique, qui focalisent la lumière sur les détecteurs tout en offrant un champ de vue beaucoup plus grand que les configurations optiques traditionnelles. De cette façon, le WXT sera capable de scruter l’ensemble du ciel nocturne en un petit peu moins de 5 heures, permettant ainsi la recherche de nouvelles sources cosmiques de rayons X.</p>
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<a href="https://images.theconversation.com/files/576472/original/file-20240219-18-miu7bl.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="Vue microscopique des yeux de homard : une première image montre la tête du homard et ses yeux, une seconde fait un gros plan sur l’œil" src="https://images.theconversation.com/files/576472/original/file-20240219-18-miu7bl.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/576472/original/file-20240219-18-miu7bl.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=264&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/576472/original/file-20240219-18-miu7bl.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=264&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/576472/original/file-20240219-18-miu7bl.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=264&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/576472/original/file-20240219-18-miu7bl.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=331&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/576472/original/file-20240219-18-miu7bl.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=331&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/576472/original/file-20240219-18-miu7bl.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=331&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Vue microscopique des yeux de homard. On distingue les pores microscopiques (ommatidies) disposés sur une sphère qui réfléchissent la lumière et la dirigent vers la rétine.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lobster_optics.jpg">Jordan Camp/Wikimedia</a></span>
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<a href="https://images.theconversation.com/files/576518/original/file-20240219-28-6pjqoc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="Schéma du fonctionnement des yeux du homard : les rayons parallèles sont tous réfléchis de façon à se focaliser sur la rétine" src="https://images.theconversation.com/files/576518/original/file-20240219-28-6pjqoc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/576518/original/file-20240219-28-6pjqoc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=386&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/576518/original/file-20240219-28-6pjqoc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=386&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/576518/original/file-20240219-28-6pjqoc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=386&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/576518/original/file-20240219-28-6pjqoc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=485&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/576518/original/file-20240219-28-6pjqoc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=485&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/576518/original/file-20240219-28-6pjqoc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=485&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Les ommatidies réfléchissent les rayons lumineux vers le centre de la sphère. Inspirés par ce mécanisme, l’optique du WXT est munie de canaux microscopiques qui focalisent la lumière sur les détecteur tout en offrant un champ de vue inédit.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Alexis Coleiro</span>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span>
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<p>L’un des enjeux principaux de la mission Einstein Probe sera l’observation de trous noirs supermassifs surpris en plein festin. Le WXT scrutera en effet le ciel à la recherche des sursauts lumineux associés au passage d’une étoile un peu trop près d’un trou noir. En s’en approchant, celle-ci se retrouve disloquée, formant alors un disque d’accrétion dont une partie de la masse sera ensuite avalée par le trou noir situé au centre. En observant ce copieux repas et en comparant les données obtenues à des modèles théoriques, les astrophysiciens peuvent estimer la masse du trou noir et explorer ainsi les régions les plus internes des galaxies, théâtres de ces tragédies cosmiques.</p>
<p>Décrit théoriquement dès les années 1970, un tel événement, appelé « événement de rupture par effet de marée », a été <a href="https://arxiv.org/pdf/astro-ph/0402468.pdf">observé pour la première fois début des années 2000</a>. Depuis lors, une centaine d’événements similaires ont été observés, dévoilant une variété étonnante de caractéristiques. Einstein Probe poursuivra cette moisson cosmique qui nous permettra de recenser les trous noirs supermassifs généralement si discrets et de dresser ainsi un inventaire de leur répartition en fonction de leur masse, encore largement méconnue.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/576479/original/file-20240219-16-qt73uk.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="Vue d’artiste représentant une étoile déchiquetée par les forces de marée d’un trou noir supermassif" src="https://images.theconversation.com/files/576479/original/file-20240219-16-qt73uk.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/576479/original/file-20240219-16-qt73uk.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=340&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/576479/original/file-20240219-16-qt73uk.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=340&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/576479/original/file-20240219-16-qt73uk.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=340&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/576479/original/file-20240219-16-qt73uk.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=427&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/576479/original/file-20240219-16-qt73uk.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=427&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/576479/original/file-20240219-16-qt73uk.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=427&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Sous l’effet de l’attraction gravitationnelle intense d’un trou noir, une étoile dans les environs peut se faire déchiqueter, libérant au passage de grandes quantités d’énergie.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://images.nasa.gov/details/PIA22355">NRAO/AUI/NSF/NASA</a></span>
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<h2>La fin de vie des étoiles les plus massives</h2>
<p>La mission Einstein Probe étudiera non seulement les trous noirs supermassifs, mais aussi les trous noirs stellaires formés lors de la mort des étoiles les plus massives. Lorsqu’une telle étoile arrive en fin de vie, les réactions nucléaires en son cœur ayant cessé, les parties les plus internes de l’étoile s’effondrent sur elles-mêmes sous l’effet de leur propre gravité, créant une déflagration accompagnée d’un rayonnement très intense. C’est ce que l’on appelle une supernova qui laisse derrière elle un objet extrêmement dense : une étoile à neutrons ou bien un trou noir de masse stellaire. La collecte des premiers photons s’échappant lorsque l’onde de choc atteint la surface de l’étoile est essentielle car leurs propriétés nous fournissent des informations précieuses sur l’étoile qui vient de s’éteindre. Le WXT, grâce à son champ de vue inédit, sera un instrument idéal pour rechercher ces signaux.</p>
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<p>Mais l’histoire ne s’arrête pas là. Certaines supernovae sont également accompagnées de brèves bouffées de rayons gamma si intenses qu’elles constituent le phénomène le plus énergétique aujourd’hui observé dans l’Univers, délivrant une luminosité équivalente à celle de centaines de millions de milliards de Soleils. Ces phénomènes, appelés sursauts gamma sont produits lors de l’effondrement d’une étoile en trou noir. Des jets de matière se propageant à des vitesses proches de celle de la lumière sont alors émis de part et d’autre de l’astre. Pour détecter les sursauts gamma, un alignement parfait avec ces jets très étroits est donc nécessaire, comme pour voir la lumière d’un phare.</p>
<h2>SVOM, à la recherche des sursauts gamma</h2>
<p>L’objectif principal du satellite SVOM qui sera mis en orbite cet été est justement la détection des sursauts gamma. Quatre instruments seront installés à bord dont le <a href="https://www.svom.eu/telescope-eclairs/">télescope ECLAIRs</a> conçu par des chercheurs et ingénieurs français de l’Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), du CEA, du laboratoire Astroparticule et Cosmologie (APC) et du CNES pour détecter les photons gamma.</p>
<p>Dans cette gamme d’énergie et afin de couvrir un large champ de vue, il n’est pas possible d’utiliser des miroirs pour focaliser la lumière car les photons le traverseraient sans être réfléchis. L’instrument ECLAIRs utilisera donc une technique d’imagerie par masque codé qui reprend le principe de la chambre noire de l’appareil photo : un petit trou percé dans une boîte opaque à la lumière permet de former une image sur la face opposée de la boîte. Un télescope à masque codé a un fonctionnement assez similaire. </p>
<p>Cependant, comme le trou par lequel passent les rayons lumineux est minuscule, l’intensité de l’image est très faible. Le petit trou est donc remplacé par un masque constitué d’un matériau opaque aux rayons gamma et perforé d’une multitude de trous plus grands. Comme pour le sténopé, chaque trou crée une image sur le détecteur, mais comme il y a beaucoup de trous sur le masque, il y a autant d’images qui se superposent sur le détecteur. Analysé par les algorithmes mathématiques adéquats, ce signal permet de recréer l’image du ciel en rayons gamma et de détecter ainsi nos fameux sursauts gamma.</p>
<p>Cette technologie n’est pas nouvelle, mais ECLAIRs a la spécificité de pouvoir récolter des photons d’une énergie plus faible que ces prédécesseurs ce qui lui permettra notamment de rechercher des sursauts gamma plus lointains et donc d’explorer la formation des premiers trous noirs de masse stellaire.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/576483/original/file-20240219-21-nal8fa.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="Photographie du modèle de vol de l’instrument ECLAIRs. Son masque codé est visible au premier plan" src="https://images.theconversation.com/files/576483/original/file-20240219-21-nal8fa.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/576483/original/file-20240219-21-nal8fa.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=399&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/576483/original/file-20240219-21-nal8fa.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=399&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/576483/original/file-20240219-21-nal8fa.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=399&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/576483/original/file-20240219-21-nal8fa.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=501&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/576483/original/file-20240219-21-nal8fa.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=501&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/576483/original/file-20240219-21-nal8fa.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=501&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Grâce à son masque codé, ECLAIRs peut observer dans le domaine des rayons gamma en se passant de miroir ou de lentille.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.svom.eu/telescope-eclairs/">CNES/APC/CEA</a></span>
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</figure>
<p>Les sujets de recherche abordés ici ne constituent qu’une partie des objectifs scientifiques d’Einstein Probe et de SVOM. Par exemple, la recherche de l’émission électromagnétique associée aux fusions d’étoiles à neutrons, <a href="https://theconversation.com/lastronomie-multi-messagers-croiser-les-informations-pour-mieux-apprehender-lunivers-171074">comme celle détectée en 2017</a>, figure aussi parmi les priorités de ces deux missions spatiales. </p>
<p>Après leurs lancements respectifs depuis la base de Xichang en Chine, débutera ce qu’on appelle une phase dite de recette en vol, marquée par la mise en marche, les tests et les calibrations des instruments. Ces étapes préliminaires sont cruciales pour garantir la fiabilité des données et préparer ainsi le terrain pour l’exploitation scientifique à venir. Les premiers résultats de ces deux missions pourraient arriver d’ici la fin de l’année, offrant ainsi une perspective inédite sur l’Univers cataclysmique.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/221695/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Alexis Coleiro a reçu des financements du Centre National d'Etudes Spatiales (CNES), du CNRS et du LabEx UnivEarthS de l'Université Paris Cité. Il participe aux projets Einstein Probe et SVOM.</span></em></p>
Lors des événements les plus violents observables dans l’Univers, un trou noir est souvent dans les parages. Deux missions spatiales vont traquer ces phénomènes pour percer les mystères de ces astres
Alexis Coleiro, Maître de conférences à l'Université Paris Cité, astrophysicien au laboratoire APC, Université Paris Cité
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tag:theconversation.com,2011:article/221182
2024-02-08T17:00:01Z
2024-02-08T17:00:01Z
Mission Artemis : découvrez les combinaisons spatiales qui emmèneront les humains sur la Lune
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/569347/original/file-20240115-45156-2mcjju.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C11%2C4000%2C2233&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Astronaute sur la Lune (mise en scène).</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2021/11/sandyastrov2_16x9_0.jpg">NASA</a></span></figcaption></figure><p>Au cours des 20 dernières années, les nouvelles technologies développées par la <a href="https://www.nasa.gov/humans-in-space/astronauts/spacesuits/">NASA</a> ont abouti à un nouveau prototype de combinaison spatiale, xEMU (<em>Exploration Extravehicular Mobility Unit</em>). C’est de ces recherches que sont issues les futures combinaisons spatiales AxEMU de la mission Artémis III, dont le but est de relancer l’exploration lunaire par l’humanité.</p>
<p>Les nouvelles combinaisons sont en développement chez <a href="https://www.axiomspace.com/axiom-suit">Axiom Space</a> (sous contrat avec la NASA). Cette entreprise a créé la surprise en annonçant, en octobre 2023, un <a href="https://www.theguardian.com/science/2023/oct/07/nasa-artemis-iii-moon-mission-prada-axiom-space-spacesuit">partenariat</a> avec la célèbre maison de couture italienne Prada.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/567643/original/file-20240103-29-tnpg0m.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/567643/original/file-20240103-29-tnpg0m.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/567643/original/file-20240103-29-tnpg0m.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=414&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/567643/original/file-20240103-29-tnpg0m.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=414&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/567643/original/file-20240103-29-tnpg0m.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=414&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/567643/original/file-20240103-29-tnpg0m.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=520&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/567643/original/file-20240103-29-tnpg0m.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=520&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/567643/original/file-20240103-29-tnpg0m.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=520&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">La combinaison spatiale AxEMU présentée par la société Axiom Space.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.axiomspace.com/axiom-suit">Axiom Space</a></span>
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<h2>Une peau multicouche</h2>
<p>Une combinaison spatiale ressemble à un vaisseau spatial… conçu pour un seul utilisateur et capable de se déplacer, avec deux composantes principales : le vêtement pressurisé et le système de survie.</p>
<p>Le vêtement pressurisé, qui peut comporter jusqu’à seize couches, épouse les contours du corps, le protège et permet une certaine liberté de mouvement.</p>
<p>Dans l’espace, les astronautes sont confrontés à un environnement hostile où la chaleur est transmise principalement via le rayonnement. Les couches extérieures des combinaisons sont exposées à des températures extrêmes (entre +120 °C et -180 °C) selon que l’astronaute reçoit des radiations solaires ou qu’il fait face à l’espace intersidéral, dont la température est de -270 °C. Pour isoler thermiquement les astronautes de l’extérieur, on utilise un système composé de <a href="https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2009/07/188963main_extravehicular_mobility_unit.pdf">nombreuses couches</a> de <em>mylar aluminisé</em>.</p>
<p>En outre, la couche extérieure, constituée d’« Ortho-Fabric », doit non seulement protéger l’astronaute contre <a href="https://ttu-ir.tdl.org/server/api/core/bitstreams/da2078f1-6e2d-49ce-8e46-0f7dda027ce9/content">divers dangers</a>, tels que les rayonnements ionisants, les rayons ultraviolets, le plasma et les micrométéorites, mais aussi remplir un rôle clé dans l’absorption et l’émission des rayonnements.</p>
<p>Ses propriétés thermo-optiques sont essentielles pour maintenir les astronautes à la bonne température. La couleur blanche caractéristique des combinaisons reflète une grande partie du rayonnement solaire direct et celui de la surface lunaire (albédo) tout en émettant une grande quantité de rayonnement.</p>
<h2>La poussière lunaire, le plus gros problème</h2>
<p>La poussière abrasive de la surface lunaire, qui ne doit pas pénétrer dans la combinaison, constitue un défi de taille. En outre, ces poussières, qui constituent le régolithe (ou sol) lunaire, portent des charges électrostatiques. Ces charges font adhérer les poussières à la surface de la combinaison, ce qui complexifie considérablement la moindre tâche à réaliser pour les astronautes.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/567645/original/file-20240103-25-cn1eqj.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/567645/original/file-20240103-25-cn1eqj.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/567645/original/file-20240103-25-cn1eqj.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/567645/original/file-20240103-25-cn1eqj.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/567645/original/file-20240103-25-cn1eqj.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/567645/original/file-20240103-25-cn1eqj.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/567645/original/file-20240103-25-cn1eqj.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/567645/original/file-20240103-25-cn1eqj.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">L’astronaute Harrison Schmitt lors d’une sortie dans l’espace de la mission Apollo 17.</span>
<span class="attribution"><span class="source">NASA</span>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span>
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</figure>
<p>Gene Cernan, le commandant de la mission Apollo 17, a évoqué les difficultés liées à la poussière lunaire lorsqu’il a parlé de son <a href="https://www.space.com/moon-dust-problem-lunar-exploration.html">expérience sur la Lune</a> :</p>
<blockquote>
<p>« Je pense que nous pouvons surmonter tous les problèmes physiologiques, physiques et mécaniques, sauf la poussière. », Gene Cernan, commandant de la mission Apollo 17.</p>
</blockquote>
<p>C’est pour cela que les xEMU actuelles intègrent un <a href="https://techport.nasa.gov/view/32733">bouclier anti-poussière électrodynamique</a>. Ce système exploite ces charges électrostatiques pour déloger la poussière lunaire des surfaces extérieures des combinaisons.</p>
<h2>Les combinaisons spatiales transpirent aussi</h2>
<p>Si l'on isole complètement l’astronaute de l’environnement extérieur, on est confronté à un défi considérable : le corps lui-même diffuse de la chaleur par le biais du métabolisme, générant entre 200 et 400 watts en fonction de l’activité physique, ce qui devrait entraîner une augmentation de la température à l’intérieur de la combinaison. Pour éviter ce problème, sous la couche pressurisée, le vêtement de refroidissement et de ventilation liquide <a href="https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2017/02/esoc-13_rev._v_emu_hardware_data_book_jsc-e-daa-tn55224.pdf">(LCVG)</a> est en contact direct avec la peau de l’astronaute.</p>
<p>Dans les années 1970, on s’est aperçu que le refroidissement par flux d’air n’était pas suffisant pour les combinaisons spatiales et le refroidissement par liquide en circuit fermé du LCVG a commencé à être utilisé.</p>
<p>Dans ce système, l’eau circule autour du corps à l’aide d’une pompe et absorbe la chaleur. Elle est ensuite dirigée vers un échangeur de chaleur dans le système de survie. Dans ce dispositif, l’eau d’un réservoir est exposée au vide et gèle, ce qui permet de réduire la température du circuit de refroidissement : lorsque la glace du réservoir absorbe la chaleur de fluide du circuit de refroidissement, elle est sublimée, c’est-à-dire qu’elle passe directement à l’état gazeux. Cette vapeur est libérée dans l’espace grâce à un système poreux.</p>
<p>Malgré l’efficacité de ce type de « sublimateur », la quantité d’eau qu’il consomme est trop élevée (près d’un demi-litre par heure), ce que ne peuvent pas prendre en charge les combinaisons xEMU actuelles.</p>
<p>Il a donc été remplacé par un système appelé <a href="https://www.fluidcomponents.com/assets/media/articles/Aero-NASA-SERFE-AS-FS-0321.pdf">SWME</a>, où une membrane composée de fibres de polypropylène à pores de très petit diamètre est exposée au vide. L’eau liquide du système de refroidissement ne peut pas traverser la membrane (et ne peut donc pas sortir du système. Par contre, la vapeur peut passer par les pores de la membrane : la chute de pression dans le SWME provoque l’évaporation d’une partie de l’eau, qui est ainsi libérée dans l’espace – le système évacue ainsi une grande partie de la chaleur produite par le métabolisme de l’astronaute.</p>
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<iframe width="440" height="260" src="https://www.youtube.com/embed/AwUvh9sluOA?wmode=transparent&start=0" frameborder="0" allowfullscreen=""></iframe>
<figcaption><span class="caption">Comment fonctionnent les systèmes de refroidissement des combinaisons spatiales ? Source : NASA Johnson.</span></figcaption>
</figure>
<h2>Des filtres à CO₂ et à eau qui se régénèrent</h2>
<p>Une des exigences fondamentales des combinaisons spatiales est la nécessité d’éliminer le CO<sub>2</sub> et la vapeur d’eau de l’intérieur. L’excès d’humidité, en plus d’être inconfortable pour l’activité des astronautes, peut conduire à un phénomène de condensation à l’intérieur de la combinaison.</p>
<p>Les anciennes combinaisons EMU utilisaient un filtre en oxyde d’argent qui devait être remplacé après quelques heures d’utilisation. Les nouvelles combinaisons xEMU intégreront une amélioration significative : le système <a href="https://ttu-ir.tdl.org/server/api/core/bitstreams/21e57327-bb61-499f-9d0d-ac3c9d84070c/content">« Rapid Cycle Amine »</a>. Dans cette technologie, le CO<sub>2</sub> et le H<sub>2</sub>O sont absorbés par une couche absorbante. Pendant que cette première couche est exposée au vide, ce qui permet la libération des molécules dans l’espace (désorption), une seconde couche poursuit le processus d’absorption.</p>
<p>Ce cycle d’autorégénération augmente l’autonomie des combinaisons.</p>
<h2>Quel effet le vide a-t-il sur nous ?</h2>
<p>L’un des défis auxquels nous sommes confrontés lorsque nous travaillons dans l’espace, c’est le vide. Lorsque la pression de l’air diminue, la quantité d’oxygène devient insuffisante pour permettre aux astronautes de survivre.</p>
<p>Un des problèmes est que cette <a href="https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2023/03/artemis-generation-spacesuits-508.pdf">faible pression</a> abaisse le point d’ébullition de l’eau. À plus de 19 kilomètres d’altitude, à une pression de 3,5 kilopascals, l’eau commence à bouillir à température ambiante… ce qui pose un problème sérieux car le corps humain contient plus de 60 % d’eau. Ainsi, cette altitude est connue comme la « limite Armstrong », au-delà de laquelle les humains ne survivraient pas plus de quelques minutes.</p>
<p>Sans protection, l’eau de notre corps s’échapperait par les pores de la peau. En s’évaporant, elle absorberait la chaleur interne, ce qui provoquerait le gel progressif du nez et de la bouche. Même si la rigidité de notre peau et le pompage continu de notre système circulatoire empêchaient le sang de bouillir, il ne faudrait qu’une minute environ pour provoquer un arrêt cardiaque.</p>
<p>Il va de soi que les combinaisons spatiales doivent être pressurisées, mais une pression trop élevée entraverait la mobilité de l’astronaute. Pour les activités extravéhiculaires, les combinaisons spatiales sont donc généralement pressurisées à 30 kilopascals (soit un tiers de la pression ambiante sur Terre), avec de l’oxygène pur.</p>
<p>L’une des principales améliorations des combinaisons xEMU est leur <a href="https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20230007781/downloads/Regulators_ICES2023_Final.pdf">système de pressurisation variable</a>, qui permet de réduire le temps nécessaire aux astronautes pour adapter leur respiration à cette pression relativement basse et générée par de l’oxygène pur. Si la transition est trop brutale, l’azote contenu dans le sang peut former des bulles fatales, tout comme cela arrive aux plongeurs lorsqu’ils remontent à la surface, ou comme les bulles de CO<sub>2</sub> qui se forment à l’ouverture d’une boisson gazeuse.</p>
<p>Les combinaisons spatiales sont des technologies relativement récentes – avec à peine 60 ans d’histoire – et le seul bouclier contre les conditions les plus défavorables auxquelles les humains sont confrontés dans l’espace. Elles devront aussi être nos alliées dans l’exploration de la Lune et d’autres planètes du système solaire. Nous ne sommes peut-être pas si loin de ce qui, hier encore, relevait de la science-fiction.</p>
<hr>
<p><em>Traduit de l’espagnol par Jean-Louis Duchamp pour <a href="http://www.fastforword.fr">Fast ForWord</a>.</em></p><img src="https://counter.theconversation.com/content/221182/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>David González-Bárcena ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>
Lorsque les astronautes reviendront sur la Lune dans le cadre de la mission Artémis III de la NASA, ils porteront la combinaison spatiale nouvelle génération conçue par Axiom Space avec… la marque Prada.
David González-Bárcena, Profesor ayudante doctor en el Departamento de Mecánica de Fluidos y Propulsión Aeroespacial de la ETSIAE e invesigador en el Instituto Universitario de Microgravedad "Ignacio da Riva", Universidad Politécnica de Madrid (UPM)
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/221245
2024-01-18T17:27:08Z
2024-01-18T17:27:08Z
Alunissage japonais : pourquoi tant de missions cherchent à se poser sur la Lune
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/569509/original/file-20240116-29-1e4r8n.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=2%2C4%2C1495%2C716&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">La mission japonaise SLIM en phase d’alunissage (vue d'artiste), prévue dans la nuit du 19 au 20 janvier 2024.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://jda.jaxa.jp/result.php?lang=e&id=1cf84b5cf27bea8355d3f80fbcf1a721">JAXA</a></span></figcaption></figure><p>Il y a 60 ans, une véritable course à la Lune eut lieu entre l’Union soviétique et les États-Unis, avec comme point d’orgue les six atterrissages Apollo entre 1969 et 1972. Puis le soufflé retomba : pas de base lunaire, pas même d’autre mission vers la Lune pendant pas mal de temps.</p>
<p>Notre satellite restant un objet scientifiquement intéressant, quelques missions lunaires se mirent en place quand même dans les années 1990, comme l’Américaine Clementine en 1994. Petit à petit, d’autres acteurs vinrent s’ajouter : le Japon (Hiten en 1990 puis Kaguya/Selene en 2007), l’Europe (SMART-1 en 2003), la Chine (Chang’e 1 en 2007) et l’Inde (Chandrayaan en 2008). Cependant, il s’agissait d’orbiteurs – des satellites tournant autour de la Lune, l’étudiant de loin.</p>
<p>Désormais, le devant de la scène est occupé par les atterrisseurs… Le Japon tentera ce 19 janvier de devenir le cinquième pays à atterrir sur la Lune avec sa sonde SLIM. C’est l’occasion de faire le point sur les missions qui constituent cette « course à la Lune », et de comprendre pourquoi notre satellite attire les convoitises.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/569511/original/file-20240116-15-ukgfon.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="rover en cours de déploiement" src="https://images.theconversation.com/files/569511/original/file-20240116-15-ukgfon.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/569511/original/file-20240116-15-ukgfon.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/569511/original/file-20240116-15-ukgfon.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/569511/original/file-20240116-15-ukgfon.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/569511/original/file-20240116-15-ukgfon.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/569511/original/file-20240116-15-ukgfon.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/569511/original/file-20240116-15-ukgfon.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Dans la mission japonaise SLIM, ce rover LEV doit déployé par l’atterrisseur à la surface de la Lune (vue d’artiste).</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://jda.jaxa.jp/result.php?lang=e&id=2234b09331e44d2e3227f505c0434e94">JAXA</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Le signal de départ de cette nouvelle course à la Lune a été donné en 2007 avec le <a href="https://www.sciencesetavenir.fr/espace/clap-de-fin-pour-le-google-lunar-xprize-sans-vainqueur_120165">Google X-Prize</a> (le secteur privé marque le secteur spatial depuis les années 2000). Cette initiative devait récompenser le premier acteur privé à atterrir sur la Lune. Cinq équipes avaient été choisies comme finalistes mais au moment de clôturer en 2018, aucune n’avait réussi. Néanmoins, deux lancèrent quand même avec un peu de retard : l’Israélienne Beresheet lancée en 2019 et la Japonaise Hakuto-R lancée fin 2022… hélas sans succès. C’était le début, mais pas la fin. Examinons la situation actuelle.</p>
<h2>La NASA états-unienne, figure de proue entre missions publiques et privées</h2>
<p>Côté américain, le programme lunaire est multiforme. Il y a tout d’abord le programme de la NASA, actuellement baptisé Artemis, censé ramener des astronautes sur la Lune. Il a souffert de divers délais, dus à la fusée SLS… sans oublier un financement insuffisant ou des dépassements divers, qui font qu’Artemis I, mission inhabitée, n’a été lancée qu’en 2022, Artemis II (mission habitée autour de la Lune) vient d’être retardée à 2025 et Artemis III (mission habitée avec atterrissage) n’arrivera pas sur la Lune avant 2026. À noter que les Européens et les Canadiens sont impliqués dans ce programme. Artemis est aussi le nom d’accords internationaux non contraignants rassemblant 23 pays principalement d’Amérique et d’Europe et précisant des « règles » pour les activités lunaires futures.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/dossier-renvoyer-des-humains-sur-la-lune-189477">Dossier : Renvoyer des humains sur la Lune</a>
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<p>En parallèle est lancée dès 2018 l’<a href="https://www.nasa.gov/commercial-lunar-payload-services/">initiative CLPS</a> (Commercial Lunar Payload Services). Elle vise à soutenir les entreprises privées (14 actuellement) dans le développement de cargo vers le pôle sud lunaire et consiste en une somme de 2,6 milliards jusque 2028. Il faut donc relativiser un rien le côté « privé » : comme pour le développement du <a href="https://theconversation.com/industrie-spatiale-comment-reguler-le-new-space-206014">New Space</a> au début du millénaire, l’élan privé est fortement soutenu par l’argent public.</p>
<p>C’est cette année que CLPS se concrétise. <a href="https://www.lemonde.fr/sciences/article/2024/01/14/l-alunisseur-americain-peregrine-se-dirige-vers-la-terre-et-se-consumera-probablement-dans-l-atmosphere_6210732_1650684.html">Astrobotic vient de lancer Peregrine</a> le 8 janvier 2024, mais cette sonde n’alunira pas suite à un problème de carburant ayant mené à une explosion. Astrobotic doit aussi envoyer le rover <a href="https://science.nasaovission/viper/">VIPER de la NASA</a> en fin d’année 2024. Intuitive Machine lancera en février et dans quelques mois ses missions <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Nova-C">Nova-C</a>, tandis que Firefly lancera bientôt la <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Blue_Ghost">mission Blue Ghost</a>.</p>
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<a href="https://images.theconversation.com/files/569508/original/file-20240116-21-2z7vft.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="rover dans un grand bac à sable" src="https://images.theconversation.com/files/569508/original/file-20240116-21-2z7vft.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/569508/original/file-20240116-21-2z7vft.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=460&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/569508/original/file-20240116-21-2z7vft.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=460&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/569508/original/file-20240116-21-2z7vft.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=460&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/569508/original/file-20240116-21-2z7vft.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=578&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/569508/original/file-20240116-21-2z7vft.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=578&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/569508/original/file-20240116-21-2z7vft.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=578&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Le rover VIPER de la NASA, en test au laboratoire SLOPE (Simulated Lunar Operations Lab).</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://science.nasa.gov/image-detail/amf-grc-2021-c-00740/">SLOPE lab, GRC</a></span>
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<p>Plus de missions encore sont prévues dans les années qui viennent. Point commun : il y a toujours un cargo NASA, plutôt de nature scientifique, mais il est parfois complété par du cargo privé. Par exemple, Peregrine emportait des cendres humaines… au grand dam des <a href="https://www.space.com/nasa-responds-navajo-nation-objection-human-remains-moon">Navajos qui ont protesté contre la désacralisation de la Lune</a> (la NASA leur ayant répondu que le privé faisait ce qu’il voulait).</p>
<p>Enfin, Musk développe son propre programme, avec une petite visite touristique prévue « bientôt » pour le milliardaire Maezawa…</p>
<h2>La Chine et la série Chang’e explore la face visible et la face cachée de la Lune</h2>
<p>Côté chinois, le <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Programme_chinois_d%27exploration_lunaire">programme lunaire</a> porte le nom de la déesse associée à notre satellite, Chang’e. Il avance doucement mais sûrement : Chang’e-3 atterrit sur la face visible en 2013, Chang’e-4 atterrit sur la face cachée en 2019, Chang’e-5 ramène un échantillon de la face visible en 2020, et Chang’e-6 fera de même avec la face cachée cette année. On aura ensuite Chang’e-7 pour vérifier les « ressources » disponibles du côté du pôle sud et Chang’e-8 qui préparera l’utilisation in situ de celles-ci. Les atterrisseurs habités suivront dans les années 2030.</p>
<p>À noter : la Chine mène aussi un accord international visant une <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Station_de_recherche_lunaire_internationale">« international lunar research station »</a> avec comme partenaires la Russie, le Venezuela, l’Afrique du Sud, le Pakistan, l’Azerbaïdjan, la Biélorussie, et l’Égypte.</p>
<h2>L’Inde, quatrième nation à réussir un alunissage</h2>
<p>Si l’Inde a signé les accords Artemis, elle possède son propre programme lunaire. La <a href="https://theconversation.com/la-mission-indienne-chandrayaan-3-est-la-premiere-a-se-poser-au-pole-sud-de-la-lune-212063">sonde Chandrayaan-3 s’est posée en 2023, ce qui a donné lieu à une grande célébration</a> – et pas mal de <a href="https://www.science.org/content/article/deeply-troubling-indian-scientists-slam-teaching-materials-moon-mission">récupération politique par le Premier ministre</a> !</p>
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<img alt="l’atterrisseur de Chadrayaan-3 sur la Lune" src="https://images.theconversation.com/files/569507/original/file-20240116-23-kbjykr.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/569507/original/file-20240116-23-kbjykr.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=600&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/569507/original/file-20240116-23-kbjykr.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=600&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/569507/original/file-20240116-23-kbjykr.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=600&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/569507/original/file-20240116-23-kbjykr.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=754&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/569507/original/file-20240116-23-kbjykr.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=754&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/569507/original/file-20240116-23-kbjykr.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=754&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Chadrayaan-3 sur la Lune – photo prise par le rover Pragyan.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.isro.gov.in/chandrayaan3_gallery.html">ISRO</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>La suite s’appelle <a href="https://global.jaxa.jp/activity/pr/jaxas/no092/02.html">LUPEX (Lunar Polar Exploration Mission)</a>, une mission prévue pour 2026 avec récolte et analyse sur place d’échantillons lunaires.</p>
<p>Restent deux acteurs non négligeables. La Russie, tout d’abord, mais elle est un peu en perte de vitesse. Après un arrêt de 47 ans, l’<a href="https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/exploration-lunaire-luna-25-ce-on-sait-crash-sonde-russe-lune-97950/">atterrisseur Luna 25</a> fut un échec en août 2023 et l’<a href="https://kosmosnews.fr/2023/10/16/lorbiteur-luna-26-aidera-a-choisir-le-lieu-datterrissage-de-luna-27/">orbiteur Luna 26</a> n’arrivera pas avant 2027.</p>
<p>Cette année sera aussi celle d’un nouvel essai pour la sonde privée japonaise Hakuto-R, après une <a href="https://theconversation.com/le-rover-emirati-rashid-doit-se-poser-sur-la-lune-pour-une-mission-ephemere-204283">échec lors de la phase d’approche pour se poser sur le sol lunaire fin avril 2023</a>.</p>
<h2>Pourquoi tant de convoitise</h2>
<p>Une tripotée de missions vont donc se poser sur la Lune dans les mois et les années qui viennent. Il est légitime de se demander pourquoi…</p>
<p>Plusieurs aspects entrent ici en jeu. Tout d’abord, il y a bien sûr le côté scientifique : <a href="https://theconversation.com/pourquoi-les-scientifiques-veulent-retourner-sur-la-lune-192798">notre satellite naturel garde encore quelques secrets et il reste donc pas mal de choses à étudier là-bas</a>, le mieux étant bien sûr de le faire sur place (avec un atterrisseur) et non de loin (avec un orbiteur). Soyons cependant clairs : faire avancer les connaissances fondamentales ne rapporte pas grand-chose, même si la science sert souvent d’alibi. L’intérêt du privé dans ce domaine est surtout de faire payer des laboratoires scientifiques qui veulent envoyer leurs missions.</p>
<p>Deuxième aspect : la fierté nationale. Comme dans les années 1960, les divers pays et chefs d’entreprise bombent le torse… la Lune apparaît ici comme un trophée, convoité par tous.</p>
<p>Troisième objectif : le tourisme. Le milliardaire japonais Maezawa serait le premier d’entre eux, et probablement pas le dernier… Reste à voir évidemment si la chose sera rentable à long terme, l’effet de nouveauté s’estompant rapidement et le nombre de clients fortunés restant faible.</p>
<h2>La Lune, nouvel eldorado minier ?</h2>
<p>Enfin, il y a évidemment l’attraction principale :les ressources lunaires… Qu’y a-t-il donc de si précieux sur la Lune ?</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/a-qui-appartiennent-mars-la-lune-et-leurs-ressources-naturelles-141406">À qui appartiennent Mars, la Lune et leurs ressources naturelles ?</a>
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<p>De l’hélium-3, un <a href="https://www.polytechnique-insights.com/dossiers/espace/minage-extraterrestre/de-lhelium-3-lunaire-pour-la-fusion-nucleaire/">isotope de l’hélium pouvant être fort utile dans les centrales nucléaires à fusion</a>. Seuls problèmes : pour l’extraire en grandes quantités, il faudra quasiment retourner toute la surface lunaire, la défigurant à jamais, et il n’existe encore aucune centrale de ce type (juste des prototypes comme ITER, <a href="https://www.nature.com/articles/d41586-023-04045-8">où la fusion est maîtrisée au mieux pendant 10 minutes</a>).</p>
<p>Divers éléments chimiques, ensuite, mais à ce niveau, les astéroïdes métalliques sont plus intéressants, le jour où l’on maîtrisera le « mining » spatial (ce qui est loin d’être le cas).</p>
<p>De la glace d’eau, enfin – surtout présente là où il fait froid, dans les cratères jamais éclairés des pôles lunaires, ce qui explique que de nombreuses missions se dirigent vers ces pôles.</p>
<figure class="align-right zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/569503/original/file-20240116-29-qcojqd.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="schéma" src="https://images.theconversation.com/files/569503/original/file-20240116-29-qcojqd.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/569503/original/file-20240116-29-qcojqd.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=971&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/569503/original/file-20240116-29-qcojqd.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=971&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/569503/original/file-20240116-29-qcojqd.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=971&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/569503/original/file-20240116-29-qcojqd.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=1220&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/569503/original/file-20240116-29-qcojqd.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=1220&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/569503/original/file-20240116-29-qcojqd.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=1220&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Schéma de la production de dihydrogène et de dioxygène par électrolyse de l’eau.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f5/Schemas_electrolyse_h2o.svg/657px-Schemas_electrolyse_h2o.svg.png?uselang=fr">Nécropotame, Wikipedia</a></span>
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<p>En lui faisant subir une électrolyse, on récupère de l’oxygène et de l’hydrogène à partir de cette eau. L’oxygène pourrait être utile pour des astronautes installés sur place – mais rappelons qu’aucune base n’est financée à ce jour, il n’y a que des <a href="https://www.esa.int/Enabling_Support/Space_Engineering_Technology/CDF/ESA_engineers_assess_Moon_Village_habitat">projets loin d’être 100 % concrets</a>. Les deux composés peuvent aussi servir de carburant pour des fusées, ce qui pourrait être utile pour des <a href="https://news.columbia.edu/news/envisioning-moon-launch-pad-explore-outer-solar-system">entreprises construisant et lançant des satellites depuis la Lune</a> – là aussi, étant donné qu’il n’y a pas encore de base lunaire, ce genre de plan (usine, base de lancement) relève à ce jour de la science-fiction. Enfin, une « station-service » sur une autoroute spatiale a été évoquée, mais les mêmes réserves s’appliquent évidemment. Bref, au mieux, l’exploitation des ressources lunaires est à envisager à très long terme, et certainement pas pour les années qui viennent.</p>
<p>Un dernier aspect semble intéressant à mentionner dans ce contexte : ces ressources lunaires peuvent être qualifiées de non renouvelables. En effet, l’hélium-3 et l’eau se sont accumulées sur des milliards d’années, et il faudra donc très longtemps pour que vent solaire et comètes remplacent ce qui serait exploité. La question est donc : est-ce une bonne idée de reproduire sur la Lune ce qu’on a fait sur Terre ?</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/lespace-pour-tous-ou-seulement-pour-quelques-uns-143020">L’espace pour tous… ou seulement pour quelques-uns ?</a>
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<img src="https://counter.theconversation.com/content/221245/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Yaël Nazé ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>
À l’occasion de la tentative d’alunissage d’une mission japonaise, on fait le point sur la course à la Lune et ses raisons.
Yaël Nazé, Astronome FNRS à l'Institut d'astrophysique et de géophysique, Université de Liège
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/220308
2024-01-15T16:42:52Z
2024-01-15T16:42:52Z
La fusée Ariane 6 en route vers son premier lancement
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/568650/original/file-20240110-23-hvnfoh.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&rect=7%2C7%2C5255%2C3692&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Ariane 6 sur le pas de tir le 24 octobre 2023. Le test dit «_wet rehearsal_» a duré 30 heures.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2023/11/Ariane_6_at_dusk">© ESA/CNES/Arianespace/ArianeGroup/Optique video du CSG-S. Martin</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span></figcaption></figure><p>Ariane 6 va être lancée pour la première fois cet été. Sa raison d’être est double : la réduction du coût de lancement par rapport à Ariane 5 et la flexibilité (version à 2 ou 4 boosters et rallumage de l’étage supérieur).</p>
<p>Au cours des 27 années de sa vie, Ariane 5 a continuellement baissé les coûts de ses lancements, en simplifiant, en optimisant, en apprenant à produire mieux. Mais Ariane 5 a été conçue comme un bijou technologique et pas comme un objet industriel. Malgré les baisses de coûts, Ariane 5 devenait trop chère par rapport aux concurrents et donc de plus en plus difficile à commercialiser.</p>
<p>L’architecture, la mise en œuvre, la conception, les sous-systèmes d’Ariane 6 ont été pensés dès le début pour réduire ses coûts de fabrication en s’inspirant des chaînes de production de l’aéronautique et des techniques de fabrication moderne comme l’impression 3D pour certaines pièces complexes des moteurs.</p>
<h2>Les besoins du secteur spatial en évolution</h2>
<p>Par ailleurs, les besoins des satellites ont considérablement évolué. En effet, à l’ère d’Ariane 4 et d’Ariane 5, la grande majorité des satellites visait l’orbite géostationnaire et demandait à être placée sur une trajectoire de transfert vers cette orbite. Ce type de mission était réalisé par injection directe après l’unique poussée du dernier étage de la fusée.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/568657/original/file-20240110-23-oihw4e.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="comparaison entre les différents lanceurs" src="https://images.theconversation.com/files/568657/original/file-20240110-23-oihw4e.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/568657/original/file-20240110-23-oihw4e.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=474&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/568657/original/file-20240110-23-oihw4e.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=474&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/568657/original/file-20240110-23-oihw4e.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=474&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/568657/original/file-20240110-23-oihw4e.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=595&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/568657/original/file-20240110-23-oihw4e.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=595&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/568657/original/file-20240110-23-oihw4e.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=595&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Les lanceurs Vega (lanceurs légers) et Ariane 5 et 6 (lanceurs moyens et lourds).</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2016/11/Launchers_family"> ESA</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Les demandes de lancement sont maintenant bien plus variées et nécessitent le plus souvent une capacité de rallumage de l’étage supérieur. Ceci est dû à l’arrivée de la propulsion électrique des satellites (plus efficace mais qui nécessite une stratégie d’injection orbitale différente), mais aussi à celle des constellations de satellites en orbite basse, par exemple les constellations de télécommunications comme <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Kuiper_(internet_par_satellite)">Kuiper, d’Amazon</a>, ou <a href="https://defence-industry-space.ec.europa.eu/eu-space-policy/iris2_en">Iris<sup>2</sup>, de l’Union européenne</a>. Le rallumage de l’étage supérieur d’Ariane 6 permettra de proposer de meilleurs services pour les missions interplanétaires, en permettant des trajectoires qui n’étaient pas réalisables jusqu’à présent.</p>
<p>Cette capacité de rallumage sera également mise à profit pour désorbiter l’étage afin qu’il se désintègre dans l’atmosphère dès la fin de sa mission pour limiter la présence de déchets de l’industrie spatiale en orbite de la Terre.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/destruction-dun-satellite-russe-de-nouveaux-debris-menacent-la-station-spatiale-internationale-151789">Destruction d’un satellite russe : de nouveaux débris menacent la Station Spatiale Internationale</a>
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<a href="https://images.theconversation.com/files/568656/original/file-20240110-26-ofqk7l.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/568656/original/file-20240110-26-ofqk7l.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/568656/original/file-20240110-26-ofqk7l.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=1232&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/568656/original/file-20240110-26-ofqk7l.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=1232&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/568656/original/file-20240110-26-ofqk7l.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=1232&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/568656/original/file-20240110-26-ofqk7l.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=1548&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/568656/original/file-20240110-26-ofqk7l.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=1548&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/568656/original/file-20240110-26-ofqk7l.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=1548&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Vue éclatée d’Ariane 6 : à gauche, la version Ariane 62, à droite, la version Ariane 64.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://centrespatialguyanais.cnes.fr/en/ariane-6-en">CNES</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>La flexibilité d’Ariane 6 s’exprime également par sa modularité. Sa version à deux propulseurs en fait un lanceur moyen, de la classe de la fusée Soyouz – qui a été lancée depuis la Guyane pour Arianespace jusqu’en 2021 – particulièrement adaptée à des missions de type observation de la terre de 3 à plus de 5 tonnes ou la constellation de géolocalisation européenne Galileo.</p>
<p>Sa version à quatre boosters en fait un lanceur lourd de type Ariane 5, qui permet d’envoyer des satellites de plus de 10 tonnes en orbite géostationnaire et environ 20 tonnes en orbite basse pour un véhicule de transfert vers la station spatiale internationale comme ATV, ou pour des constellations de télécommunications.</p>
<p>La flexibilité rejoint ici la réduction des coûts puisqu’un même lanceur en remplace deux, avec une augmentation associée de cadence de lancement et donc une réduction de coût, couplée de surcroît à une amélioration de la fiabilité.</p>
<h2>Les acteurs principaux du développement d’Ariane 6</h2>
<p>Le développement et la fabrication de la fusée Ariane 6 sont assurés par ArianeGroup. L’ESA (Agence spatiale européenne) est maître d’ouvrage mais aussi architecte du système de lancement, c’est-à-dire responsable de la cohérence entre les installations sol et la fusée.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/568649/original/file-20240110-17-24agn5.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/568649/original/file-20240110-17-24agn5.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/568649/original/file-20240110-17-24agn5.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/568649/original/file-20240110-17-24agn5.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/568649/original/file-20240110-17-24agn5.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/568649/original/file-20240110-17-24agn5.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/568649/original/file-20240110-17-24agn5.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Ariane 6 à bord du navire Canopée, de 121 mètres de long, qui l’amène en Guyane.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2023/11/Ariane_6_on_board_Canopee">Tom van Oossanen/Ariane</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Le CNES, de son côté, est responsable du développement des installations au sol au Centre Spatial Guyanais : c’est le neuvième pas de tir qu’il conçoit. Il est aussi <a href="https://ariane6.cnes.fr/fr">responsable de la réalisation des « essais combinés »</a>, assiste l’ESA et assure la sécurité des biens, des personnes et de l’environnement au titre de la <a href="https://theconversation.com/detruire-des-fusees-pour-proteger-la-terre-169400">Loi française sur les opérations spatiales</a>. ArianeGroup et le CNES s’appuient sur un ensemble d’industriels européens.</p>
<p>Enfin, c’est Arianespace qui commercialise Ariane 6.</p>
<h2>Les essais combinés : quand le pas de tir rencontre sa fusée</h2>
<p>Un système de lancement est un système complexe. Celui des fusées Ariane 5 et 6 l’est tout particulièrement car il implique des carburants potentiellement explosifs, qu’ils soient « cryotechniques », c’est-à-dire stockés à des températures extrêmement froides comme l’hydrogène ou solides comme la poudre des propulseurs d’appoint.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/ariane-6-et-les-nouveaux-lanceurs-spatiaux-ou-comment-fabriquer-une-fusee-en-2023-193879">Ariane 6 et les nouveaux lanceurs spatiaux, ou comment fabriquer une fusée en 2023</a>
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<p>En 2022, Ariane 6 (composée de propulseurs d’appoint inertes pour limiter les risques) et le pas de tir ont atteint un niveau de maturité suffisant pour qu’on puisse vérifier leur fonctionnement en commun.</p>
<p>Une première partie a consisté à tester l’assemblage final de la fusée en Guyane. Puis, en 2023, des essais de validation fonctionnelle (électriques, ventilation, émissions radiofréquence…) ont été déroulés. Enfin, des séquences de remplissage des réservoirs, d’allumage du <a href="https://ariane6.cnes.fr/fr/ariane-6/en-detail/caracteristiques-techniques">moteur principal Vulcain</a> et de vidanges ont été réalisées, reproduisant une chronologie de lancement complète… sauf le décollage en lui-même.</p>
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<img alt="photo de l’allumage du moteur Vulcain d’Ariane 6" src="https://images.theconversation.com/files/568647/original/file-20240110-29-4wni58.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/568647/original/file-20240110-29-4wni58.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/568647/original/file-20240110-29-4wni58.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/568647/original/file-20240110-29-4wni58.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/568647/original/file-20240110-29-4wni58.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/568647/original/file-20240110-29-4wni58.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/568647/original/file-20240110-29-4wni58.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Test du moteur Vulcain 2.1 sur le pas de tir, le 5 septembre 2023.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2023/09/Vulcain_2.1_firing">ESA/ArianeGroup/CNES</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Un des essais a également permis de réaliser une séquence de vol complet du premier étage, ce qui a validé le fonctionnement du moteur Vulcain avec le reste du lanceur (ordinateur de bord et programme de vol, vérins permettant d’orienter sa poussée pour contrôler la trajectoire, comportement thermodynamique du carburant cryotechnique dans les lignes d’alimentation…). Cet <a href="https://cnes.fr/fr/lanceurs-ariane-6-en-bonne-voie-pour-son-1er-vol">essai de 8 minutes</a> est unique dans la vie du pas de tir : celui-ci a dû être adapté spécifiquement pour résister aux ambiances de pression, de température, de bruit et de vibration induits par le moteur.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/adieu-ariane-5-retour-sur-ses-plus-belles-missions-207067">Adieu Ariane 5 ! Retour sur ses plus belles missions</a>
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<p>Lors de chacune de ces chronologies, des dizaines d’objectifs d’essai ont été atteints. Après chaque essai, le millier de capteurs présents sur la fusée et le pas de tir (pression, température, vibration, tension…) a été exploité pour vérifier le comportement du système et éventuellement recaler les modèles.</p>
<p>Ces essais ont également permis de valider le fonctionnement du système de secours dans des cas dits « dégradés » (c’est-à-dire des situations non standards), qui peuvent arriver pendant l’exploitation, comme le changement d’un équipement en panne sur le lanceur, ou une vanne de vidange bloquée en position fermée.</p>
<h2>Et maintenant ? La préparation du vol inaugural</h2>
<p>Il reste maintenant à désassembler la fusée des essais combinés, en réalisant au passage des essais de séparations des liaisons entre le pas de tir et la fusée (liaisons électriques et fluidiques) qui doivent se déconnecter lors d’un décollage.</p>
<p>Puis, le pas de tir sera préparé pour accueillir le lanceur du vol inaugural et les lanceurs suivants (car Ariane 6 n’est pas <a href="https://theconversation.com/ariane-6-et-les-nouveaux-lanceurs-spatiaux-ou-comment-fabriquer-une-fusee-en-2023-193879">réutilisable</a>).</p>
<p>La première campagne de lancement devrait durer environ deux mois, soit plus de deux fois plus qu’une campagne standard, car une dernière répétition de remplissage sera opérée avec cet exemplaire.</p>
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<img alt="image d’artiste d’Ariane 6 dans l’espace" src="https://images.theconversation.com/files/568653/original/file-20240110-17-skyw4h.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/568653/original/file-20240110-17-skyw4h.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=418&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/568653/original/file-20240110-17-skyw4h.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=418&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/568653/original/file-20240110-17-skyw4h.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=418&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/568653/original/file-20240110-17-skyw4h.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=526&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/568653/original/file-20240110-17-skyw4h.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=526&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/568653/original/file-20240110-17-skyw4h.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=526&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Rendez-vous à l’été 2024 pour le décollage ! (vue d’artiste).</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2023/06/Ariane_62_artist_s_impresson">D. Ducros/ESA</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Même si un maximum d’essais et de simulations a été réalisé durant le développement d’Ariane 6 pour limiter les risques, c’est lors de son vol inaugural qu’une fusée est confrontée pour la première fois aux conditions réelles, comme le vide spatial, les fortes accélérations et les séparations d’étage pour ne citer que quelques exemples.</p>
<p>Ce vol inaugural est prévu à l’été 2024. Il emportera quelques nanosatellites de laboratoires et d’universités, ainsi qu’une maquette de satellite instrumentée.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/les-nanosatellites-permettent-aussi-de-faire-de-la-science-136274">Les nanosatellites permettent aussi de faire de la science</a>
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<p>À la fin de la mission dite commerciale, c’est-à-dire après la séparation des nanosatellites, ce lancement sera l’occasion de tester des manœuvres plus complexes, comme celles qui seraient nécessaires pour des missions interplanétaires.</p>
<p>Après le premier vol, les équipes analyseront les mesures retransmises au sol pour autoriser le vol suivant au plus tôt. En effet, la montée en cadence se doit d’être rapide pour répondre aux 27 lancements déjà commercialisés par Arianespace.</p>
<p>Une évolution d’Ariane 6 est même déjà en préparation avec une augmentation de sa capacité d’emport… sans augmenter ses coûts.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/220308/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Olivier Bugnet ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>
La fusée européenne Ariane 6 termine sa qualification et se prépare à son premier lancement en 2024. Portrait de cette nouvelle venue et état des lieux de son développement.
Olivier Bugnet, Chef de projet Ariane 6, Centre national d’études spatiales (CNES)
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/209904
2023-08-20T20:13:53Z
2023-08-20T20:13:53Z
À la recherche de la matière noire galactique depuis les profondeurs de la Terre
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/541960/original/file-20230809-23-o0toe7.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C5%2C1800%2C1191&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">CRESST (Cryogenic Rare Event Search using Superconducting Thermometers) est une expérience de recherche de particules de matière noire au LNGS (laboratoire souterrain du Gran Sasso, Italie)</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://cresst-experiment.org/fileadmin/_processed_/e/4/csm_Run36_Mounting_6d38a6968a.jpg">CREEST</a></span></figcaption></figure><p>Euclid, une mission de l’Agence spatiale européenne (ESA) a quitté la Terre le 1<sup>er</sup> juillet 2023 et tentera, en particulier, de mettre en évidence la matière noire galactique. </p>
<p>Ce n’est que dans les années 1970 que la question de l’existence de la matière noire suscite de l’intérêt. À ce propos, Matière Noire est une mauvaise traduction française de « Dark Matter » en anglais qui veut plutôt dire matière « invisible » ou « non observée/cachée ». Si la matière avait été « noire », on aurait écrit en anglais « black ».</p>
<p>L’astronome américaine <a href="https://blogs.futura-sciences.com/feldmann/2021/07/23/vera-rubin-lastronome-invisible-qui-nous-a-revele-la-matiere-noire/">Vera Rubin</a>, doctorante dans les années 1970, étudie la rotation des galaxies spirales (il y a trois types de galaxies : spirale, elliptique et irrégulière ; notre galaxie, la Voie lactée, est de type spirale). L’étude de Vera Rubin s’attelle à la question de savoir si la « masse lumineuse », c’est-à-dire la masse visible – qui est déduite de la présence des étoiles – est bien égale à la masse dynamique (masse totale en étudiant la dispersion des vitesses).</p>
<p>En décrivant la vitesse de rotation de la galaxie en fonction de la distance au centre de la même galaxie, on fait une mesure directe de la distribution globale de matière dans la galaxie. La vitesse maximale de rotation d’une galaxie spirale se trouve à quelques kiloparsecs du centre (le parsec est une unité de longueur astronomique qui équivaut à 3,26 années de lumière, 206 265 unités astronomiques ou 30 900 milliards de km environ), puis elle est censée décroître. En effet, les étoiles à la périphérie de la galaxie sont en orbite autour du centre, de la même manière que les planètes sont en orbite autour du Soleil. Les étoiles en périphérie de la galaxie ont une vitesse orbitale inférieure à celles qui sont situées plus près de son centre. </p>
<p>Or, Vera Rubin observe que les étoiles situées à la périphérie de la galaxie d’Andromède – comme pour d’autres galaxies spirales – semblent tourner trop vite (les vitesses restaient pratiquement constantes au fur et à mesure que l’on s’éloignait du centre). Elle arrive à la conclusion qu’il manque de la masse pour expliquer ces vitesses de rotation. De nombreuses autres observations similaires sont effectuées dans les années 1980, venant renforcer celles de Vera Rubin. La quête de la matière noire est dès lors un objectif de recherche intense en astrophysique, en astroparticules et en physique des particules. </p>
<p>Depuis l’observation du fond diffus cosmologique ou rayonnement fossile (résidu d’un rayonnement émis par l’Univers lorsqu’il était dans une phase très chaude et dense, au tout début, juste 380 000 ans après le Big Bang) par des satellites tel que <a href="https://planck.cnes.fr/fr">Planck</a>, la matière noire semble représenter une masse environ six fois supérieure à celle de la matière visible ; elle devrait constituer environ 26 % de l’Univers et donc la matière que nous connaissons et qui constitue toutes les étoiles et les galaxies ne représente que 5 % du contenu de l’Univers. La matière noire n’interagit pas, ou extrêmement peu, avec la matière « ordinaire » (notre monde connu) rendant sa détection et sa caractérisation très difficiles. Sa présence n’est détectée que par son influence gravitationnelle.</p>
<p>Les recherches se déroulent également en grande partie sur Terre, et je dirai même plus précisément sous Terre par exemple à l’accélérateur LHC du CERN. </p>
<h2>Une recherche souterraine</h2>
<p>L’avantage des expériences sous terre est de combiner la détection directe avec la détection indirecte de matière noire à partir des relevés astronomiques. Par conséquent, la forte synergie entre les sondes astrophysiques (indirectes) et les laboratoires souterrains (sonde directe) peut permettre de mesurer et limiter conjointement l’effet de la matière noire. Onze laboratoires souterrains pour la recherche de la matière noire et d’autres objets astrophysiques sont opérationnels dans l’hémisphère nord.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/541218/original/file-20230804-25-24i2a7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/541218/original/file-20230804-25-24i2a7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/541218/original/file-20230804-25-24i2a7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=332&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/541218/original/file-20230804-25-24i2a7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=332&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/541218/original/file-20230804-25-24i2a7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=332&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/541218/original/file-20230804-25-24i2a7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=417&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/541218/original/file-20230804-25-24i2a7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=417&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/541218/original/file-20230804-25-24i2a7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=417&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">La carte du monde des laboratoires souterrains. Onze laboratoires sont opérationnels, ils se trouvent tous dans l’hémisphère Nord (point vert). Le laboratoire australien est en cours de mise en route (point orange). Les trois autres sites dont deux dans l’hémisphère Sud (point rouge) sont encore des projets.</span>
<span class="attribution"><span class="license">Fourni par l'auteur</span></span>
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</figure>
<p>En France, on trouve par exemple le laboratoire souterrain de Modane, près de la frontière italienne où l’expérience <a href="https://theconversation.com/lexperience-edelweiss-ou-comment-sonder-lunivers-sous-les-montagnes-156259">EDELWEISS</a> sonde cette hypothèse de l’existence de la matière noire sous la montagne depuis quinze ans.</p>
<p>Les laboratoires souterrains sont plus ou moins profonds. Les plus profonds sont installés dans des anciennes mines comme SNOLAB au Canada (2 000 m) ou CJPL en Chine (2 400 m). Les laboratoires souterrains de Modane (LSM, France) et Gran Sasso (LNGS, Italie) se trouvent respectivement à environ 1 700 m et 1 400 m sous la roche de la montagne et dans un tunnel (Frejus/Gran Sasso).</p>
<p>L’emplacement souterrain garantit naturellement une suppression élevée des particules de rayons cosmiques produits dans l’atmosphère et, par conséquent, de sous-produits cosmogéniques (comme les noyaux <a href="https://theconversation.com/quand-les-boissons-energisantes-etaient-chargees-en-radioactivite-209535?utm_term=Autofeed&utm_medium=Social&utm_source=Twitter#Echobox=1690292220">radioactifs</a>)</p>
<h2>Comment détecte-t-on la matière noire sous Terre ?</h2>
<p>Cette matière noire, présente dans notre galaxie, est considérée comme une sorte de gaz de particules « exotiques » dans lequel nous baignerions. La Terre se déplaçant dans la galaxie, elle rencontre directement ces particules, il n’est donc pas nécessaire d’aller la chercher bien loin. Mais pour pouvoir l’observer directement, il est nécessaire qu’elle interagisse avec la matière ordinaire.</p>
<p>Lorsqu’une particule de matière noire frappe un noyau de matière ordinaire, elle pourrait provoquer un recul de celui-ci. Détecter cet infime mouvement permettrait de signer son passage.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/541220/original/file-20230804-19-p7nvgb.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/541220/original/file-20230804-19-p7nvgb.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=488&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/541220/original/file-20230804-19-p7nvgb.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=488&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/541220/original/file-20230804-19-p7nvgb.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=488&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/541220/original/file-20230804-19-p7nvgb.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=613&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/541220/original/file-20230804-19-p7nvgb.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=613&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/541220/original/file-20230804-19-p7nvgb.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=613&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Principe de la détection directe de matière noire appelée WIMPs par scintillateur (expérience DAMA) au LNGS (Laboratoire souterrain du Gran Sasso).</span>
<span class="attribution"><span class="source">Blog ça se passe là-haut</span>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span>
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</figure>
<p>Pour être sûrs de capter des événements si rares et peu expressifs, les détecteurs doivent être conçus dans un matériau très peu radioactif et protégé des radiations parasites afin de minimiser le bruit de fond qui cacherait le signal recherché. D’où l’intérêt d’installer les observatoires dans des laboratoires souterrains, pour éviter, comme déjà évoqué, un maximum de rayonnements (cosmiques et radioactifs) qui pourraient perturber les mesures.</p>
<p>Les recherches engagées dans les laboratoires souterrains construits dans les années 1980/1990 ont été entreprises dans le but d’étudier des phénomènes liés à la physique des hautes énergies et astroparticules (durée de vie du proton, physique des neutrinos, etc.). Le XXI<sup>e</sup> siècle a vu la mise en route d’expériences plus ambitieuses pour explorer la matière noire du cosmos. </p>
<p>Cependant, avec le progrès technologique et les savoir-faire sous-jacents, les laboratoires souterrains se sont vite vu très utiles à d’autres disciplines. D’où l’intérêt des pays émergents de s’engager à leur tour pour participer à développer ces infrastructures, comme les projets ANDES (Argentine/Chile) et PAUL (Afrique du Sud). Ces laboratoires sont à la pointe de la recherche en astroparticules mais aussi d’autres activités liées aux mesures de basses radioactivités pour la biologie. </p>
<p>Il y a aussi des opportunités immenses pour des recherches en séismologie, climatologie, glaciologie et astrobiologie. La possibilité de contrôler les conditions d’éclairage et d’autres paramètres environnementaux rend les laboratoires souterrains des lieux idéaux pour expérimenter l’agriculture hydroponique, comme pour les champignons. Ils fournissent d’autres opportunités comme de déterminer la capacité d’utiliser le sous-sol comme environnement de travail et même d’aménager les tunnels comme des environnements habitables. </p>
<p>D’autres hypothèses alternatives viennent expliquer le phénomène observé par Vera Rubin. La matière noire pourrait ne pas exister, et l’hypothèse de son existence peut être due à une méconnaissance partielle des lois de la gravité. D’autres théories postulent l’existence d’antigravité ou encore <a href="https://lejournal.cnrs.fr/articles/un-univers-sans-matiere-noire-0">l’existence de masses négatives dans notre Univers</a>, tout comme il existe des charges électriques positives et négatives. Ceci permet d’envisager un Univers sans matière noire.</p>
<p>En attendant les résultats des recherches, on pourra se délecter de quelques voyages dans le monde de la Science-Fiction comme avec la série TV <em>Dark</em> où une boule de matière noire créée par une centrale nucléaire permet de voyager dans le temps. Plus relaxant, la série <em>Futurama</em> où lorsque <a href="https://lejournal.cnrs.fr/articles/un-univers-sans-matiere-noire-0">« les Nibbloniens »</a>, petites créatures méchantes, digèrent leur nourriture sous forme de boules noires denses constituées de matière noire, boules de caca qui servent aussi de carburant pour les vaisseaux spatiaux.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/209904/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Fairouz Malek est chercheuse au CNRS, membre de l'association Parité Science pour la promotion et le soutien des femmes en science. Fairouz Malek a reçu des financements du CNRS pour effectuer ses recherches. </span></em></p>
La matière noire est encore mystérieuse ; pourtant, elle serait six fois plus présente que la matière « ordinaire ». Plusieurs laboratoires dans le monde cherchent à percer ce mystère.
Fairouz Malek, Physicienne, Directrice de recherches au CNRS, Université Grenoble Alpes (UGA)
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/202214
2023-04-10T19:25:12Z
2023-04-10T19:25:12Z
La mission JUICE part explorer les lunes glacées de Jupiter
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/519076/original/file-20230403-26-o59pfz.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=23%2C0%2C7964%2C4500&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Jupiter possède plus de 80 lunes - les plus grosses, découvertes par Galilée, vont faire l'objet d'études approfondies grâce aux instruments scientifiques de JUICE, mission de l'ESA.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2017/07/Exploring_Jupiter">ESA, NASA, JPL, ATG, DLR, University of Arizona, University of Leicester</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span></figcaption></figure><p>Les conditions nécessaires à l’émergence de la vie existent-elles dans le système solaire, en dehors de la Terre ? Voici un des mystères que cherchera à percer la mission spatiale <a href="https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Juice_factsheet">JUICE</a> (pour <em>JUpiter ICy moons Explorer</em>), dont le lancement est prévu le 13 avril 2023 à 12h14 <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Temps_universel">TU</a> par <a href="https://centrespatialguyanais.cnes.fr/fr/centre-spatial-guyanais/lanceurs-et-installations/les-lanceurs/ariane-5">Ariane 5</a>, depuis Kourou.</p>
<p>Pour lancer cette mission vers une planète à plus de 600 millions de kilomètres, l’agence spatiale européenne, l’<a href="https://esamultimedia.esa.int/docs/corporate/This_is_ESA_FR_LR.pdf">ESA</a>, a réuni pas moins de treize pays européens, les Américains, Japonais et Israéliens. Autre défi déjà réussi : placer JUICE sur la rampe de lancement onze ans seulement après son adoption, et avec seulement neuf mois de retard malgré la crise sanitaire du Covid. La France a <a href="https://www.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/cnrs-cnes-lespace-main-dans-la-main">participé au développement</a> de six des dix instruments scientifiques dernier cri de JUICE. La sonde devrait arriver dans le système jovien en 2031.</p>
<h2>Le système jovien, destination de rêve pour explorer les frontières de la science</h2>
<p>Jupiter est la planète des superlatifs : c’est la plus grosse planète du système solaire, et celle avec le plus de lunes : entre <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Satellites_naturels_de_Jupiter">82 et 95</a>, majoritairement découvertes ces deux dernières décennies. En effet, en 1610, <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Galil%C3%A9e_(savant)">Galilée</a> découvrait au moyen de sa lunette astronomique les quatre premières lunes de Jupiter (<a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Io_(lune)">Io</a>, Europe, <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Ganym%C3%A8de_(lune)">Ganymède</a> et <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Callisto_(lune)">Callisto</a>) et au tout début des années 2000, on n’en connaissait encore que… 13.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/519068/original/file-20230403-16-777o7x.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="Les nuages tourbillonnants à la surface de Jupiter" src="https://images.theconversation.com/files/519068/original/file-20230403-16-777o7x.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/519068/original/file-20230403-16-777o7x.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=270&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/519068/original/file-20230403-16-777o7x.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=270&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/519068/original/file-20230403-16-777o7x.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=270&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/519068/original/file-20230403-16-777o7x.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=340&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/519068/original/file-20230403-16-777o7x.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=340&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/519068/original/file-20230403-16-777o7x.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=340&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">L’atmosphère tumultueuse de Jupiter.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.nasa.gov/image-feature/jpl/churning-texture-in-jupiter-s-atmosphere">Données : NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS. Traitement d’image : Kevin M. Gill</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>JUICE est la première mission de « classe L » du programme <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Programme_Cosmic_Vision">« Cosmic Vision »</a> de l’ESA (pour <em>large</em> en anglais), désignant un budget supérieur au milliard d’euros. Ce programme s’intéresse à quatre grandes questions :</p>
<ol>
<li><p>Quelles sont les conditions de formation d’une planète et d’émergence de la vie ?</p></li>
<li><p>Comment le Système solaire fonctionne-t-il ?</p></li>
<li><p>Quelles sont les lois fondamentales de la physique de l’univers ?</p></li>
<li><p>Comment est apparu l’univers actuel et de quoi est-il fait ?</p></li>
</ol>
<p>Si JUICE a été choisie avant d’autres missions, c’est parce qu’on sait déjà qu’elle va permettre d’adresser la première et la dernière de ces questions.</p>
<p>En effet, le télescope spatial <a href="https://theconversation.com/succes-scientifiques-et-images-epoustouflantes-lheritage-du-telescope-spatial-hubble-171524">Hubble</a> et les missions spatiales précédentes parties vers le système jovien (les sondes <a href="https://theconversation.com/entracte-cosmique-pour-la-sonde-voyager-2-139346">Voyager</a>, <a href="https://theconversation.com/panaches-deau-sur-une-lune-de-jupiter-speculations-sur-la-vie-extraterrestre-66138">Galileo</a>, <a href="https://theconversation.com/dou-viennent-les-aurores-boreales-et-pourquoi-sont-elles-si-differentes-sur-jupiter-186776">Juno</a> ont déjà découvert par observation directe ou par recoupement un certain nombre d’indices prometteurs.</p>
<h2>Des « lunes-océans » qui contiennent plus d’eau que la Terre</h2>
<p>La <a href="https://history.nasa.gov/sp4231.pdf">présence d’eau dans les lunes est une découverte majeure faite avec les données de Galileo</a> : cette sonde a atteint Jupiter en 1995 et a mis en évidence la présence d’océans liquides gigantesques sous les croûtes glacées de ses trois lunes glacées Callisto, Europe et Ganymède (Io, elle, est <a href="https://theconversation.com/dou-viennent-les-aurores-boreales-et-pourquoi-sont-elles-si-differentes-sur-jupiter-186776">volcanique</a>). On peut parler de « lunes-océans » !</p>
<p>En 2014, le télescope spatial Hubble a découvert des <a href="https://theconversation.com/les-mysterieux-geysers-deurope-lune-glacee-de-jupiter-127860">geysers sur Europe</a>. <a href="https://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/objets/Images/vie-Europe-Jupiter-2014/vie-Europe-satellite-Jupiter.pdf">Au pied de ces geysers, il y aurait des sels</a>, notamment des carbonates. De façon surprenante, ces geysers ont pu être identifiés rétrospectivement dans les données de Galileo – elles avaient été prises pour des anomalies à l’époque.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/panaches-deau-sur-une-lune-de-jupiter-speculations-sur-la-vie-extraterrestre-66138">Panaches d'eau sur une lune de Jupiter : spéculations sur la vie extraterrestre</a>
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</em>
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<p>Ainsi, sur ces lunes, les <a href="https://planet-terre.ens-lyon.fr/ressource/habitabilite-vie-systeme-solaire.xml">quatre conditions</a> pour l’habitabilité (c’est-à-dire la capacité à accueillir et développer la vie) pourraient y être réunies :</p>
<ol>
<li><p>Les fameux <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/CHNOPS">CHNOPS</a>, symboles des éléments chimiques principaux qui constituent les êtres vivants.</p></li>
<li><p>De l’eau liquide qui agit comme solvant.</p></li>
<li><p>De l’énergie pour permettre le développement de la vie.</p></li>
<li><p>Un environnement stable (orbites, rotation, températures moyennes…)</p></li>
</ol>
<p>Les lunes galiléennes disposent de l’énergie gravitationnelle de Jupiter qui a <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9sonance_orbitale">figé leurs orbites en résonance autour d’elle</a>, créant des effets de marée importants et permettant de répondre aux conditions 3 et 4 ci-dessus.</p>
<h2>Pourquoi Ganymède est l’objectif principal de la mission JUICE</h2>
<p>La mission spatiale Galileo a également montré que Ganymède, en plus d’un champ magnétique induit qui laisse présumer un océan liquide salé gigantesque, possède sa propre magnétosphère à l’intérieur de la magnétosphère géante de Jupiter. Le champ magnétique de Ganymède détourne le flux des rayons cosmiques et des particules radiatives provenant des <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Ceinture_de_radiations">ceintures de radiation</a> de Jupiter et protège sa surface des particules radiatives tout comme le champ magnétique terrestre protège la surface et la vie terrestre.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/519078/original/file-20230403-22-1np1wb.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="les aurores boréales de Ganymède" src="https://images.theconversation.com/files/519078/original/file-20230403-22-1np1wb.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/519078/original/file-20230403-22-1np1wb.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=503&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/519078/original/file-20230403-22-1np1wb.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=503&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/519078/original/file-20230403-22-1np1wb.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=503&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/519078/original/file-20230403-22-1np1wb.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=631&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/519078/original/file-20230403-22-1np1wb.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=631&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/519078/original/file-20230403-22-1np1wb.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=631&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Les ceintures d’aurores boréales sur Ganymède, qui baigne dans le champ magnétique de Jupiter. Lorsque le champ magnétique de Jupiter changent, les aurores se balancent – et ce mouvement de balancement indique qu’une immense quantité d’eau salée serait présente sous la croûte de Ganymède, ce qui affecterait son propre champ magnétique.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/15-33i2.png">NASA/ESA</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Ganymède est donc unique. Parce qu’elle est la plus grosse lune du système solaire, que c’est une lune-océan et qu’elle possède sa propre magnétosphère, elle sera étudiée beaucoup plus en profondeur par JUICE que Callisto et Europe.</p>
<h2>JUICE, sonde de l’extrême</h2>
<p><a href="https://esamultimedia.esa.int/docs/science/Juice-LaunchKit_FR.pdf">JUICE n’ira pas en ligne droite jusqu’au système jovien</a>. Pour parvenir à faire ce long trajet de pratiquement 8 ans, il faudra quatre <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Assistance_gravitationnelle">« assistances gravitationnelles »</a> successives. Ces assistances, similaires à l’élan donné à un caillou par une fronde, accéléreront la sonde et économiseront ses ergols.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/519081/original/file-20230403-28-amat5c.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="frise chronologique" src="https://images.theconversation.com/files/519081/original/file-20230403-28-amat5c.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/519081/original/file-20230403-28-amat5c.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=188&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/519081/original/file-20230403-28-amat5c.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=188&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/519081/original/file-20230403-28-amat5c.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=188&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/519081/original/file-20230403-28-amat5c.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=236&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/519081/original/file-20230403-28-amat5c.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=236&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/519081/original/file-20230403-28-amat5c.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=236&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Le long voyage de JUICE vers le système jovien.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://esamultimedia.esa.int/docs/science/Juice-LaunchKit_FR.pdf">ESA</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Pour la première fois, une de ces assistances gravitationnelles va mobiliser le couple Terre-Lune plutôt qu’un corps unique. Plus précisément, un survol de la Lune va être utilisé pour accroître l’efficacité de l’assistance gravitationnelle avec la Terre qui aura lieu juste après.</p>
<p>De plus, JUICE va évoluer dans l’environnement radiatif le plus intense du système solaire. Il a donc fallu mettre les modules électroniques à l’abri dans des cavités blindées de plomb et utiliser des composants <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Durcissement_( %C3 %A9lectronique)">durcis</a> ce qui permet de les rendre résistants aux dégradations qui auraient pu être causées par ce même environnement.</p>
<p>JUICE devra également faire face à des températures extrêmes, allant de +250 °C pendant le survol de Vénus, à -230 °C dans le système jovien. Une <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Multi-layer_insulation">isolation thermique multicouche</a> à base d’alliage d’aluminium de silicium a été étudiée et testée pour maintenir une température interne stable. Cette protection est grise – ce qui vaut à la sonde le surnom de « silver beauty ».</p>
<h2>Un problème d’énergie</h2>
<p>Autour de Jupiter, cinq fois plus éloignée du Soleil que la Terre, le satellite recevra 25 fois moins d’énergie solaire que ce qu’il recevrait autour de la Terre. L’Europe spatiale n’embarque pas de <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/G%C3%A9n%C3%A9rateur_thermo%C3%A9lectrique_%C3%A0_radioisotope">pile radioactive</a> car elle n’est pas en mesure de les produire industriellement contrairement aux <a href="https://nuke.fas.org/space/bennett0706.pdf">USA</a>, à la Russie et à la Chine.</p>
<p>Afin de permettre aux équipements et instruments de fonctionner avec 1 000W (la puissance d’un petit sèche-cheveux), ce sont des panneaux solaires immenses de 85m<sup>2</sup>, qui ont été testés pour résister à aux radiations et aux grands écarts de température.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="photo des panneaux de JUICE" src="https://images.theconversation.com/files/519083/original/file-20230403-20-ocb3ob.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/519083/original/file-20230403-20-ocb3ob.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/519083/original/file-20230403-20-ocb3ob.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/519083/original/file-20230403-20-ocb3ob.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/519083/original/file-20230403-20-ocb3ob.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/519083/original/file-20230403-20-ocb3ob.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/519083/original/file-20230403-20-ocb3ob.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Teste de déploiement des panneaux solaires de JUICE, dont les deux ailes comprennent 5 panneaux de 2,5 fois 3,5 mètres chacun, disposés en croix.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2022/06/Juice_solar_array_deployment_test2"> Airbus</a>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span>
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<p>La sonde JUICE, fabriquée par 80 entreprises européennes sous la direction d’ADS Toulouse, a une envergure de 28 mètres (la longueur d’un terrain de basket), possède une antenne de communication de deux mètres cinquante (car Jupiter est à une distance énorme de la Terre, plus de 600 millions de kilomètres), pèse presque 6 tonnes au décollage – la majorité de cette masse est composée d’ergols qui seront consommés pour effectuer les manœuvres de la sonde) et emmène dix instruments (moins de 280 kilogrammes).</p>
<h2>Dix instruments scientifiques à bord</h2>
<p>Parmi ces dix instruments, <a href="https://www.insu.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/majis-un-spectro-imageur-pour-explorer-jupiter-et-ses-lunes">MAJIS</a> (<em>Moons and Jupiter Imaging Spectrometer</em>) est le spectromètre-imageur infrarouge de la mission, à responsabilité scientifique française, sous maîtrise d’œuvre de l’<a href="https://www.ias.u-psud.fr/fr">Institut d’astrophysique spatiale</a>, avec une contribution importante de l’Italie.</p>
<p>C’est le seul instrument de la sonde qui peut déterminer les compositions physico-chimiques de la surface des lunes survolées et donc trouver ces fameux CHNOPS qui pourraient fournir des indices sur l’habitabilité.</p>
<p>MAJIS a également pour but de caractériser la banquise de glace et l’eau liquide afin de préciser l’hétérogénéité de la glace et la nature des échanges surface-glace-océan, comprendre la formation des structures géologiques afin d’identifier les sites d’atterrissage de futures missions d’exploration <em>in situ</em>, évaluer la structure et la dynamique de l’atmosphère de Jupiter…</p>
<p>D’une précision 10 000 fois supérieure à l’instrument équivalent sur Galileo, <a href="https://lejournal.cnrs.fr/articles/objectif-jupiter">MAJIS a également une résolution spatiale</a> intéressante – entre 100 mètres et quelques kilomètres en fonction de l’altitude de la sonde.</p>
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<iframe width="440" height="260" src="https://www.youtube.com/embed/zkKt9pyseQg?wmode=transparent&start=0" frameborder="0" allowfullscreen=""></iframe>
<figcaption><span class="caption">Mission JUICE : demandez-lui les lunes ! Source: CNES.</span></figcaption>
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<p>Enfin, il faut savoir que les plans précis de JUICE pourront être revus en fonction des derniers résultats de la mission Juno de la NASA. Celle-ci orbite encore actuellement autour de Jupiter, et survole notamment ses pôles depuis 2016. La mission nominale de Juno a été étendue afin de survoler chacune des lunes galiléennes de Jupiter, à commencer par Ganymède en juin 2021, et Europe en ce début d’année 2023. Ces observations et l’analyse de leurs données vont permettre aux scientifiques de JUICE de mieux cibler les observations qu’ils feront – 12 ans après Juno et trente ans après Galileo.</p>
<p>Vivement que JUICE nous apporte sa moisson de données. Rendez-vous en… 2032 !</p>
<hr>
<p><em>Les laboratoires français impliqués dans le développement de JUICE sont l’<a href="https://www.ias.u-psud.fr/fr">IAS</a>, le <a href="https://astrophy.u-bordeaux.fr/">LAB</a>, le <a href="https://www3.latmos.ipsl.fr/index.php/fr/">LATMOS</a>, l’<a href="https://ipag.osug.fr/">IPAG</a>, l’<a href="https://www.irap.omp.eu/">IRAP</a>, le <a href="https://lerma.obspm.fr/">LERMA</a>, le <a href="https://lesia.obspm.fr/">LESIA</a>, le <a href="https://www.lpc2e.cnrs.fr/">LPC2E</a> et le <a href="https://www.lpp.polytechnique.fr/">LPP</a>.</em></p><img src="https://counter.theconversation.com/content/202214/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Carole Larigauderie est membre de WIA (Women In Aerospace) et Marraine au sein de "Elles bougent". </span></em></p>
Ganymède, une des lunes de Jupiter, contiendrait plus d’eau que notre planète bleue.
Carole Larigauderie, Sous-directrice adjointe des Projets en Sciences de l’Univers et Cheffe de Projet des contributions françaises à JUICE, Centre national d’études spatiales (CNES)
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/203019
2023-04-04T17:38:16Z
2023-04-04T17:38:16Z
Jupiter et ses 90 lunes sous le feu des projecteurs
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/518515/original/file-20230330-26-w97hpg.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C4%2C3293%2C1846&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Les merveilleuses voluptes de Jupiter, planète géante gazeuse, et l'ombre de Ganymède.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.nasa.gov/image-feature/jupiter-in-ganymede-s-shadow">Données: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS; Traitement d'image: Thomas Thomopoulos</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span></figcaption></figure><p>Jupiter, la plus grande planète du système solaire, nous dévoile ses tourbillons de couleur et une invitée surprise, dans cette image prise par la sonde Juno lors de sa quarantième révolution autour de la planète. Cette invitée est la lune Ganymède, une fois et demie la taille de notre Lune, qui projette son ombre sur les nuages joviens.</p>
<p>Jupiter et Ganymède sont au centre de l’attention puisqu’une nouvelle sonde spatiale, JUICE (<em>JUpiter ICy moons Explorer</em>), doit prendre son envol ce mois-ci, pour aller percer leurs mystères.</p>
<h2>Les nuages tourbillonnants de Jupiter</h2>
<p>Cette magnifique image a été prise alors que la sonde Juno était proche de Jupiter, à seulement 71 000 kilomètres du sommet des nuages de la planète, soit quinze fois plus près que Ganymède. Du coup, on ne voit qu’une partie de la planète et l’ombre de la lune la fait paraître beaucoup plus grande qu’elle ne l’est en réalité. Jupiter, avec un diamètre de 142 000 kilomètres, est onze fois plus grande que notre Terre. Ganymède, avec ses 5 300 kilomètres de diamètre, est beaucoup plus petite !</p>
<p>Jupiter est une planète géante : sa masse énorme provient de l’accumulation de l’hydrogène et de l’hélium – deux gaz très légers qui sont les éléments les plus abondants dans l’Univers – lors de la formation du système solaire. Elle a ainsi une composition qui est voisine de celle du Soleil. Contrairement à notre Terre, elle n’a pas de surface, ce qui veut dire qu’au fur et à mesure que l’on s’enfonce, l’atmosphère devient de plus en plus dense et de plus en plus chaude.</p>
<p>Les nuages que l’on voit sur l’image proviennent de la haute atmosphère, où la température est encore très basse, de l’ordre de -120 °C à -60 °C. À ces températures, ce sont l’ammoniac (NH<sub>3</sub>) et l’hydrosulfure d’ammonium (NH<sub>4</sub>SH) qui condensent. Les nuages que l’on voit doivent être composés, en partie au moins, de ces éléments.</p>
<p>Les bandes qui traversent la planète ne tournent pas à la même vitesse que leurs voisines, ce qui se traduit par des vents pouvant atteindre plus de 300 kilomètres par heure ! Ces vents, liés à la rotation rapide de Jupiter sur elle-même en moins de dix heures (contre 24 pour la Terre), génèrent des tourbillons qui parsèment l’atmosphère visible de la planète. Ce sont des cyclones et des anticyclones.</p>
<p>Mais jusqu’à quelle profondeur s’étendent ces vents et ces tourbillons ? Sur une planète sans fond, cette question n’est pas évidente, et elle n’a été résolue que récemment, grâce à la sonde spatiale Juno : en mesurant le champ de gravité de la planète extrêmement précisément, nous <a href="https://juno.cnes.fr/fr/les-vents-puissants-de-jupiter">avons pu déterminer que les vents s’étendent sur 3 000 kilomètres de profondeur</a> (ça semble énorme, mais c’est une faible fraction du rayon de la planète, qui est de 71 000 kilomètres). Les cyclones et anticyclones de Jupiter ont quant à eux des profondeurs variables, allant de quelques dizaines à quelques centaines de kilomètres.</p>
<h2>Vents contre champs magnétiques</h2>
<p>Ainsi nous pouvons mieux appréhender la dynamique atmosphérique des planètes géantes : leur rotation rapide génère des tourbillons et des vents qui pénètrent progressivement depuis la surface vers l’intérieur. En profondeur (à 3 000 kilomètres dans le cas de Jupiter, à environ 9 000 kilomètres dans le cas de Saturne), la conduction électrique augmente au point que l’atmosphère est entraînée en rotation uniforme par le fort champ magnétique de la planète, et que les vents disparaissent.</p>
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<p>Il reste de nombreuses questions cependant sur l’atmosphère de Jupiter : on observe régulièrement des orages, en particulier par les éclairs qu’ils génèrent. Ils sont liés à la condensation de l’eau et ressemblent aux orages sur Terre, tout en étant <a href="https://www.insu.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/eclairs-et-grele-dammoniaque-les-puissants-orages-de-jupiter">cinq à dix fois plus grands</a>. Mais quel est leur rôle dans le transport de la chaleur et des éléments chimiques comme l’ammoniac, l’eau ou la phosphine ? L’eau justement est un élément essentiel pour comprendre à la fois ces orages et la formation des planètes géantes, mais quelle est son abondance ? Et enfin, qu’est-ce qui explique la couleur des nuages de Jupiter ?</p>
<h2>Cap sur Ganymède</h2>
<p>Quant à Ganymède, qui est tout de même la plus grande lune du système solaire, elle a été relativement peu étudiée, les images de haute résolution fournies par Galileo et Juno. Pourtant, c’est une lune fascinante, qui est la seule du système solaire à posséder son propre champ magnétique et qui, sous sa croûte glacée, abrite un océan d’eau liquide.</p>
<p>Juno va continuer d’étudier le système de Jupiter jusqu’en 2025, mais la mission JUICE doit arriver en orbite de la planète géante en 2031. Les instruments de JUICE vont permettre de nouvelles mesures pour comprendre la dynamique de l’atmosphère complexe de Jupiter et la structure interne de ses lunes, y compris bien sûr Ganymède.</p>
<p>En effet, la poursuite de l’étude de ces planètes géantes est indispensable à la compréhension des mécanismes de la formation planétaire. Et les planètes géantes de notre système solaire demeurent des laboratoires exceptionnels. Parmi les milliers d’exoplanètes connues, dont nombreuses sont des planètes géantes, aucune ne peut être étudiée avec la précision et le détail que montre cette image de Juno.</p>
<p>Et pour l’instant, on ne connaît pas de lune d’exoplanète…</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/203019/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Tristan Guillot a reçu des financements de l'INSU et du CNES dans le cadre de ses travaux de recherche sur les planètes géantes. </span></em></p>
Alors que la mission JUICE s'installe sur la rampe de lancement, pour aller explorer les lunes glacées de Jupiter, on redécouvre cette planète géante.
Tristan Guillot, Directeur de recherche CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur, Université Côte d’Azur
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/195142
2022-11-23T16:41:55Z
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Comment devient-on astronaute ?
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/497045/original/file-20221123-14-9e4wve.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=24%2C43%2C3216%2C3440&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Sophie Adenot, lieutenant-colonel de l’armée de l’Air et de l'Espace, devient la deuxième femme française astronaute.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Sophie_Adenot#/media/Fichier:Portrait_de_Sophie_Adenot.jpg">Armée de l’Air et de l'Espace</a></span></figcaption></figure><p>L’Agence spatiale européenne vient d’annoncer les <a href="https://www.esa.int/Newsroom/Press_Releases/ESA_presents_new_generation_of_ESA_astronauts">noms des cinq nouveaux astronautes</a> sélectionnés pour faire partie du corps des astronautes de carrière.</p>
<p>Côté français, il s’agit de Sophie Adenot, première femme française pilote d’essai d’hélicoptères, aujourd’hui lieutenant-colonel de l’Armée de l’air et de l’espace. Il s’agit de la deuxième femme française astronaute, 20 ans après <a href="https://theconversation.com/25-ans-apres-son-premier-vol-dans-lespace-conversation-avec-claudie-haignere-165985">Claudie Haigneré</a>.</p>
<p>On compte également la Britannique Rosemary Coogan (doctorante au sein de l’agence spatiale française, le CNES), l’espagnol Pablo Álvarez Fernández, le Belge Raphaël Liégeois, et le Suisse Marco Sieber. John McFall, du Royaume-Uni, devient le premier « parastronaute ».</p>
<p>Onze réservistes ont également été sélectionnés et présentés au grand public, parmi lesquels le français Arnaud Prost.</p>
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<a href="https://images.theconversation.com/files/497047/original/file-20221123-2455-tarw8y.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/497047/original/file-20221123-2455-tarw8y.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/497047/original/file-20221123-2455-tarw8y.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=901&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/497047/original/file-20221123-2455-tarw8y.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=901&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/497047/original/file-20221123-2455-tarw8y.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=901&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/497047/original/file-20221123-2455-tarw8y.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=1132&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/497047/original/file-20221123-2455-tarw8y.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=1132&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/497047/original/file-20221123-2455-tarw8y.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=1132&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">John McFall.</span>
<span class="attribution"><span class="source">ESA</span>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span>
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<p>Cette nouvelle promotion rejoint ainsi les sept astronautes européens déjà en activité, parmi lesquels deux Italiens, deux Allemands, un Anglais, un Danois et bien sûr un Français, notre bien connu Thomas Pesquet.</p>
<p>Ils seront amenés à rejoindre la station spatiale internationale et y mener des expériences scientifiques : la situation d’apesanteur à bord de l’ISS permet en effet de pouvoir mener des expériences impossibles à réaliser sur Terre dans des domaines variés tels que la médecine, la biologie, la physique, les neurosciences ou encore la botanique.</p>
<p>Une destination plus lointaine attend également certains éléments de la nouvelle promotion… la Lune ! En effet, d’ici la fin de la décennie, des astronautes européens seront amenés à participer à trois vols à bord de la station orbitale « Gateway », qui sera en orbite autour de la Lune.</p>
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<p>À plus long terme, d’autres vols vers la surface de la Lune sont envisagés et les prochaines personnes à marcher sur la Lune pourraient être européennes.</p>
<h2>Comment cette nouvelle promotion d’astronautes a-t-elle été recrutée ?</h2>
<p>Des campagnes de recrutement d’astronautes en Europe, il n’y en a pas souvent. La dernière datait de 2009 : à l’époque plus de 8 000 candidats avaient postulé dans toute l’Europe, pour seulement six places en bout de course… Cette fois-ci, ce sont plus de 22 000 candidatures qui ont été envoyées en 2021, dont plus de 7 000 Françaises (5 400 d’hommes et 1 600 de femmes), la nation de loin la plus représentée parmi les postulants.</p>
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<figcaption><span class="caption">La série Datastronautes, sur la sélection et les missions des astronautes (CNES).</span></figcaption>
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<p>La <a href="https://www.esa.int/About_Us/Careers_at_ESA/ESA_Astronaut_Selection/Final_figures_show_astronaut_applicants_from_all_ESA_Member_States">sélection de ces nouveaux astronautes</a> dure plus d’un an. Elle commence avec un certain nombre de critères d’âge, de formation et d’expérience : il fallait avoir entre 27 et 50 ans, être diplômé au minimum d’un master dans un domaine scientifique, avoir au moins trois années d’expérience professionnelle et parler un anglais courant – indispensable pour apprendre le métier dans un contexte international.</p>
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<a href="https://images.theconversation.com/files/497048/original/file-20221123-26-vmx0lj.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/497048/original/file-20221123-26-vmx0lj.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/497048/original/file-20221123-26-vmx0lj.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=815&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/497048/original/file-20221123-26-vmx0lj.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=815&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/497048/original/file-20221123-26-vmx0lj.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=815&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/497048/original/file-20221123-26-vmx0lj.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=1024&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/497048/original/file-20221123-26-vmx0lj.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=1024&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/497048/original/file-20221123-26-vmx0lj.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=1024&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Rosemay Coogan.</span>
<span class="attribution"><span class="source">ESA</span>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span>
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<p>Si avoir un diplôme d’ingénieur ou un master de sciences (sciences naturelles, aéronautique, mathématiques, informatique…) ou être médecin, chercheur ou pilote, est indispensable pour postuler, devenir astronaute, c’est aussi être un véritable couteau suisse : plongée, aviation, parachutisme, musique, langues et expériences étrangères ; plus que des compétences techniques et scientifiques, les candidats doivent présenter des compétences opérationnelles.</p>
<p>Ce qu’on appelle les « soft skills » sont tout aussi importants. Il faut être capable de garder son calme sous la pression, rester motivé face à des horaires de travail irréguliers et des déplacements fréquents, s’adapter à son environnement, être un bon coéquipier par exemple.</p>
<h2>On ne naît pas astronaute, on le devient</h2>
<p>L’objectif de la sélection n’est pas de chercher des superhéroïnes et des superhéros, mais de mettre en avant des personnes qui ont le potentiel pour le devenir.</p>
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<span class="caption">Pablo Álvarez Fernández.</span>
<span class="attribution"><span class="source">ESA</span>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span>
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<p>À l’issue d’une première phase d’étude des dossiers, qui permet d’écrémer 90 % des candidatures, les candidats sélectionnés doivent passer des tests psychotechniques et psychologiques, individuels ou en équipe, en tous genres : logique, orientation dans l’espace, capacité au multitâche, tests de mémoire, calcul mental. En tout, il y a une vingtaine d’épreuves intenses dont le but n’est pas d’observer si vous êtes ultra-performant pendant une minute, mais de tester votre motivation et d’analyser sur la durée si votre performance s’écroule ou résiste.</p>
<p>Après ces épreuves, il ne reste que quelques centaines de candidats. Pour eux, le marathon ne fait que commencer. Ils subissent des tests collectifs pour mieux comprendre les personnalités de chacun dans des contextes variés. Ici, l’objectif n’est évidemment pas de sélectionner les plus gros egos mais ceux qui s’intégreront au mieux dans une équipe, prendront les meilleures décisions sous pression, seront résilients, patients, persévérants, calmes, organisés et d’une bonne tolérance au confinement et aux espaces réduits.</p>
<p>Pour la petite centaine de candidats restants vient enfin la dernière phase avant la sélection finale : des tests médicaux très poussés pendant une semaine – cardiologue, neurologue, IRM, ophtalmologue et ORL notamment.</p>
<h2>Qu’est-ce qui attend cette nouvelle promotion ?</h2>
<p>Pour ces nouveaux astronautes, l’aventure ne fait que commencer car ils doivent maintenant être formés. Ils seront amenés à réaliser chacun au moins deux vols d’une durée de six mois à bord de la Station spatiale internationale.</p>
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<span class="caption">Marco Sieber.</span>
<span class="attribution"><span class="source">ESA</span>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span>
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<p>À bord de la station, pas de médecin ni de plombier. Les astronautes doivent être capables de tout faire et doivent donc tout apprendre sur le fonctionnement de la station pour être capables de la réparer.</p>
<p>La formation commence donc par dix-huit mois de formation théorique, avec au menu une remise à niveau dans de nombreux domaines : mécanique spatiale, propulsion, biologie, systèmes spatiaux, informatique, calcul de trajectoires, mais aussi médecine. L’entraînement se fera principalement au <a href="https://www.esa.int/Science_Exploration/Human_and_Robotic_Exploration/Astronauts/The_European_Astronaut_Centre">centre européen de formation des astronautes</a> à Cologne, en Allemagne, mais les apprentis-astronautes seront amenés à voyager dans chaque pays contributeur de l’ISS, notamment aux États-Unis, en Russie, au Japon ou au Canada.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/parastronautes-lagence-spatiale-europeenne-un-exemple-pour-tous-157342">« Parastronautes » : l’agence spatiale européenne, un exemple pour tous ?</a>
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<p>L’apprentissage théorique sera doublé de nombreuses heures dans des simulateurs grandeur nature afin de se préparer à toutes les situations : les futurs astronautes s’entraînent par exemple dans des <a href="https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2015/02/Columbus_laboratory_training_module_at_EAC">maquettes des modules</a> de la Station Spatiale Internationale. Ces modules leur permettent de voir les choses telles qu’elles sont dans la station et donc de pouvoir s’entraîner d’une part aux scénarios d’urgence (extinction incendie ou dépressurisation), et d’autre part (et surtout) à leur utilisation (PC systèmes, stockage, entre autres).</p>
<p>Quant à l’entraînement sur les véhicules spatiaux, les nouveaux astronautes vont s’entraîner soit à Moscou sur les <em>Soyouz</em>, soit chez SpaceX pour les <em>Crew Dragon</em>. Ils peuvent également s’entraîner dans d’immenses piscines qui reproduisent en partie les conditions des sorties extravéhiculaires dites « EVA », lorsqu’il faut sortir en dehors de la station spatiale internationale pour effectuer des réparations par exemple. Ces exercices en piscine se déroulent soit à Cologne, soit au <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Neutral_Buoyancy_Laboratory">Johnson Space Center</a>.</p>
<p>Mais l’essentiel de leur entraînement reste quand même… en salle de classe.</p>
<h2>L’affectation à une mission</h2>
<p>Ensuite, lorsque les astronautes auront été affectés à une mission – l’affectation à une mission peut parfois prendre des années, il leur faudra encore 18 mois pour s’y préparer spécifiquement.</p>
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<a href="https://images.theconversation.com/files/497051/original/file-20221123-16-9bhh8x.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/497051/original/file-20221123-16-9bhh8x.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/497051/original/file-20221123-16-9bhh8x.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=901&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/497051/original/file-20221123-16-9bhh8x.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=901&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/497051/original/file-20221123-16-9bhh8x.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=901&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/497051/original/file-20221123-16-9bhh8x.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=1132&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/497051/original/file-20221123-16-9bhh8x.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=1132&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/497051/original/file-20221123-16-9bhh8x.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=1132&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Raphaël Liégeois.</span>
<span class="attribution"><span class="source">ESA</span>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span>
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<p>En effet, chaque mission comprend de nombreuses expériences scientifiques qui seront menées à bord. Les astronautes doivent connaître les manipulations et protocoles qu’ils devront mettre en œuvre une fois là-haut sur le bout des doigts.</p>
<p>Par exemple, lors de la mission Alpha, Thomas Pesquet a mené une centaine d’expériences, dont plusieurs conçues et pilotées depuis la France par le <a href="https://cadmos.cnes.fr/fr">CADMOS</a> (Centre d’aide au développement des activités en micropesanteur et des opérations spatiales) – notamment sur le <a href="https://missionalpha.cnes.fr/fr/mission-alpha/les-experiences-made-france/science">sommeil des astronautes</a> et des expériences de <a href="https://missionalpha.cnes.fr/fr/mission-alpha/les-experiences-made-france/science">« télérobotique »</a> pour les tâches de guidage et de capture.</p>
<p>Il avait également testé une <a href="https://missionalpha.cnes.fr/fr/mission-alpha/les-experiences-made-france/technologie">pince acoustique pour manipuler les objets à distance</a>, ainsi que des emballages réutilisables – le recyclage étant un enjeu clé dans l’optique de vols longue durée. Côté biologie, Thomas Pesquet a aussi mené une expérience sur le blob, en même temps que 300 000 élèves à la surface de la Terre.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/votre-cerveau-sur-mars-voici-ce-que-les-astronautes-en-mission-vont-nous-apprendre-130943">Votre cerveau sur Mars : voici ce que les astronautes en mission vont nous apprendre</a>
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<img src="https://counter.theconversation.com/content/195142/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur organisme de recherche.</span></em></p>
Cinq nouveaux astronautes « de carrière », un « parastronaute », des réservistes. Que faut-il pour être astronaute ?
Guillemette Gauquelin-Koch, Responsable des Sciences de la Vie au CNES, Centre national d’études spatiales (CNES)
Rémi Canton, Chef de Projet Vols Habités (CADMOS) , Centre national d’études spatiales (CNES)
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/193879
2022-11-13T16:35:44Z
2022-11-13T16:35:44Z
Ariane 6 et les nouveaux lanceurs spatiaux, ou comment fabriquer une fusée en 2023
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/493817/original/file-20221107-15-s08w4x.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=11%2C11%2C1893%2C1062&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Le pas de tir d'Ariane 6.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2021/09/Under_the_stars_on_the_Ariane_6_launch_pad">ESA/CNES/Arianespace</a></span></figcaption></figure><p>Ce mercredi 16 novembre doit décoller, après plusieurs reports, la fusée SLS de la NASA – celle qui amènera des humains sur la Lune dans le cadre du programme Artémis. L’année 2022 a aussi été marquée par le décollage du nouveau lanceur Vega-C de l’Agence spatiale européenne et aussi par les annonces de développement de <a href="https://theconversation.com/detruire-des-fusees-pour-proteger-la-terre-169400">microlanceurs</a>, de moins de 30 mètres de haut, d’un grand nombre de nouveaux entrants européens qui veulent eux aussi proposer un accès à l’espace.</p>
<p>Fin 2023, ce sera le tour d’Ariane 6, successeur de la mythique Ariane 5 – qui a récemment <a href="https://theconversation.com/james-webb-space-telescope-que-va-t-il-se-passer-apres-le-decollage-170052">lancé le James Webb Telescope dans l’espace</a>, parmi ses nombreuses missions (plus de 110) et qui doit prendre la relève de celle-ci mais aussi du <a href="https://theconversation.com/25-ans-apres-son-premier-vol-dans-lespace-conversation-avec-claudie-haignere-165985">lanceur russe Soyouz</a>.</p>
<p>Un des objectifs est de permettre des lancements moins onéreux, notamment face à la concurrence des lanceurs privés comme Falcon ou Falcon Heavy de SpaceX qui sont partiellement réutilisables.</p>
<p>De nos jours, les nouveaux lanceurs doivent être performants, c’est-à-dire efficaces et légers, mais aussi les moins chers et les plus modulaires possible. Toutes ces exigences nécessitent des innovations technologiques et industrielles permanentes et une coopération européenne pour assumer les coûts.</p>
<h2>Comment fonctionne une fusée ?</h2>
<p>Une fusée, ou « lanceur », est un empilement de pièces ayant chacune un rôle pour former un « étage », soit un ensemble de réservoirs alimentant un moteur. Chaque étage fait sa part de la mission pour arracher le véhicule à la gravité terrestre et l’emmener jusqu’à l’orbite de libération du satellite.</p>
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<a href="https://images.theconversation.com/files/493819/original/file-20221107-22-nedhe6.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="Décollage de Véga C" src="https://images.theconversation.com/files/493819/original/file-20221107-22-nedhe6.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/493819/original/file-20221107-22-nedhe6.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/493819/original/file-20221107-22-nedhe6.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/493819/original/file-20221107-22-nedhe6.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/493819/original/file-20221107-22-nedhe6.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/493819/original/file-20221107-22-nedhe6.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/493819/original/file-20221107-22-nedhe6.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Le décollage de Vega-C le 13 juillet 2022, le nouveau lanceur européen pour transporter des plus petites charges que les fusées Ariane.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2022/07/Vega-C_liftoff7">M. Pedoussaut/ESA</a></span>
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</figure>
<p>Ainsi, le premier étage est particulièrement puissant pour décoller – grâce aux boosters latéraux pour Ariane 5 et 6 par exemple. Il est largué dès que les réservoirs sont vides, et le second étage poursuit la mission selon la trajectoire programmée, pour arriver au point visé dans l’espace. Le dernier étage poursuit sa route jusqu’au largage du cargo.</p>
<p>Installé en partie haute du lanceur, l’ordinateur de bord déroule le programme de vol, pilote la fusée automatiquement et communique avec le centre de contrôle à terre. Les corrections de trajectoire se font automatiquement et les mesures enregistrées par les capteurs à bord sont envoyées au sol pour une analyse en direct de la bonne marche du système.</p>
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<p>Une fusée transporte des « objets » de différentes natures : des satellites bien sûr, mais aussi des sondes spatiales qui iront explorer le système solaire, des <a href="https://theconversation.com/retour-vers-le-futur-une-breve-histoire-de-lexploration-de-mars-159385">« rovers » pour découvrir les surfaces des planètes</a> ou des comètes, du fret pour la station spatiale internationale ou même… des astronautes. Ce chargement est localisé tout en haut de la fusée, installé sur le dernier étage, et emmitouflé dans la coiffe. Celle-ci est conçue pour protéger le fragile objet à bord et pour être aérodynamique, c’est-à-dire que sa forme limite les frottements avec l’air de l’atmosphère pour brûler moins de carburant. Une fois à environ 120 kilomètres d’altitude (au bout de 3 minutes de vol sur Ariane 5), il n’y a quasiment plus d’air et la coiffe de protection peut être larguée. Comme une fleur qui s’ouvre, elle se sépare en deux grands pétales qui se détachent de la fusée et retombent dans la mer.</p>
<p>Ces derniers étages de la fusée ne sont actuellement pas récupérés, mais pour des questions environnementales et économiques, beaucoup d’études cherchent les <a href="https://www.techniques-ingenieur.fr/actualite/articles/prometheus-lanceurs-cnes-satellite-81791/">solutions technologiques permettant leur récupération et leur réutilisation</a>.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/detruire-des-fusees-pour-proteger-la-terre-169400">Détruire des fusées pour protéger la Terre</a>
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<h2>Les moteurs</h2>
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<a href="https://images.theconversation.com/files/493812/original/file-20221107-23-bi3l0r.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="La fusée SLS dans son hangar, vue d’en bas" src="https://images.theconversation.com/files/493812/original/file-20221107-23-bi3l0r.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/493812/original/file-20221107-23-bi3l0r.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=1067&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/493812/original/file-20221107-23-bi3l0r.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=1067&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/493812/original/file-20221107-23-bi3l0r.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=1067&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/493812/original/file-20221107-23-bi3l0r.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=1340&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/493812/original/file-20221107-23-bi3l0r.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=1340&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/493812/original/file-20221107-23-bi3l0r.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=1340&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Les boosters connectés au cœur de la fusée SLS sont en cours de vérification.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/ksc-20220316-ph-geb01_0030large.jpg">Glenn Benson/NASA</a></span>
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</figure>
<p>Pour s’arracher de la gravité terrestre, les fusées utilisent des moteurs d’une puissance extraordinaire, utilisant des carburants et comburants à « poudre » ou liquides, qui, mis en contact, génèrent des gaz de combustion détendus dans la tuyère du moteur, ce qui engendre la fameuse poussée libératrice.</p>
<p>Les modes de propulsion solide et liquide sont actuellement utilisés sur Ariane 5 et Ariane 6, mais, à l’avenir, on utilisera probablement <a href="https://cedre.onera.fr/application/propulsion-liquide">principalement la propulsion liquide</a>. Celle-ci permet d’arrêter un moteur, de moduler sa poussée, notamment pour récupérer un premier étage en contrôlant son retour sur Terre, plutôt que de le laisser couler au fond de l’eau.</p>
<p>Ces moteurs sont moins puissants unitairement que les moteurs à poudre d’Ariane par exemple, mais on peut les assembler en fagot pour un premier étage et utiliser le même moteur pour le second étage.</p>
<h2>Innover pour mieux voler</h2>
<p>Le satellite dans la coiffe a besoin d’un maximum de place et de masse pour emporter le plus de fonctions et de carburant possible pour son propre usage. Les éléments de la fusée doivent donc être les plus légers possibles, tout en restant résistants et rigides pour supporter de grosses accélérations, des environnements vibratoires élevés, des variations de température allant de la cryogénie à plusieurs centaines de degrés Celsius, tout en étant les plus minces possibles.</p>
<p>On utilise par exemple des <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B0122274105008991">alliages d’aluminium</a> ou des <a href="https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/materiaux-th11/applications-des-composites-42140210/structures-composites-pour-le-lanceur-ariane-am5646/conception-et-realisation-des-structures-composites-des-lanceurs-ariane-am5646niv10001.html">matériaux composites à fibre de carbone</a>, comme on en trouve sur les skis ou les vélos, mais mis en forme pour fabriquer les grandes structures qui constitueront la charpente ou la colonne vertébrale de la fusée.</p>
<p>Les matériaux peuvent être recouverts d’autres matériaux pour les protéger thermiquement : du liège (et oui !), des mousses polymères, des films sophistiqués… le tout enduit d’une peinture ayant des propriétés thermiques et électriques adéquates.</p>
<p>Ces assemblages peuvent être complexes et donc coûteux. Pour une fusée commerciale comme Ariane, soumise à la concurrence des autres fusées internationales, la <a href="https://www.techniques-ingenieur.fr/actualite/articles/prometheus-lanceurs-cnes-satellite-81791/">diminution des coûts est le principal enjeu</a>. Les activités de recherche et développement sont donc orientées vers ces gains de coût tout en maintenant la performance des produits. On cherche par exemple à améliorer les procédés de fabrication pour utiliser moins de matière et produire plus vite en limitant l’impact environnemental ; et une idée éprouvée en aéronautique ou dans l’éolien peut fournir une véritable innovation pour nos fusées.</p>
<h2>Des lanceurs réutilisables</h2>
<p>Réutiliser un ou plusieurs étages d’un lanceur limite le nombre d’étages fabriqués, ce qui réduit l’impact environnemental du secteur et a un intérêt économique direct. Mais, avant de les remettre en vol, il faut pouvoir les récupérer et les « revalider ».</p>
<p>Les agences spatiales et les industriels du secteur travaillent ainsi à acquérir la capacité technologique de récupération (développer les systèmes de récupération, savoir récupérer avec le bon niveau de précision par exemple) et pour valider les techniques de revalidation (diagnostiquer l’état de santé, éventuellement réparer). Ces connaissances permettront de statuer sur l’intérêt économique de la réutilisation, car elle dépend notamment du type et de l’architecture de la fusée et de la cadence de lancement visée – qui impacte le rythme de production.</p>
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<a href="https://images.theconversation.com/files/493815/original/file-20221107-11-n8hgi0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="Port spatial vu de l’espace et légendes" src="https://images.theconversation.com/files/493815/original/file-20221107-11-n8hgi0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/493815/original/file-20221107-11-n8hgi0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/493815/original/file-20221107-11-n8hgi0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/493815/original/file-20221107-11-n8hgi0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/493815/original/file-20221107-11-n8hgi0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/493815/original/file-20221107-11-n8hgi0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/493815/original/file-20221107-11-n8hgi0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Le port spatial européen vu de l’espace, avec les infrastructures dédiées aux différents lanceurs.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2021/10/Europe_s_Spaceport_seen_from_space2">ESA/NASA</a></span>
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<p>Aujourd’hui, on vise à <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0094576520300631">réutiliser le premier étage de la fusée</a> (les boosters ou le premier étage à propulsion liquide) : celui-ci ne monte pas très haut et n’aura pas à subir une rentrée atmosphérique trop sévère, au contraire du dernier étage qui emmène le satellite en orbite et qui subira, pour rentrer, la traversée de l’atmosphère à de très grandes vitesses, comme la navette américaine (« shuttle »), dont les besoins de protection thermique sont bien plus importants et exigent des solutions technologiques complexes et encore difficiles à revalider de manière économe.</p>
<p>Le mode de retour est aussi très discuté : <a href="https://www.numerama.com/sciences/696737-spacex-jamais-une-fusee-falcon-9-navait-ete-autant-utilisee.html">récupérer un premier étage « debout » comme le fait SpaceX</a> est jugé aujourd’hui la solution la plus simple – c’est ce qui est envisagé pour <a href="https://themis-lanceur.cnes.fr/fr">Themis, le lanceur réutilisable développé par le CNES et ses partenaires</a> allemands et japonais. Pour des étages allant en orbite, des <a href="http://www.opex360.com/2018/03/11/dassault-aviation-sinteresse-de-pres-aux-mini-lanceurs-spatiaux/">solutions de retour à l’horizontale avec des surfaces ailées</a> sont des pistes à creuser, en alternative à des solutions avec des boucliers et des parachutes qui sont récupérés de manière moins précise.</p>
<h2>Le grand jeu de lego spatial et international</h2>
<p>Pour assembler tous ces éléments, il faut de véritables coopérations internationales. Si Ariane est née française, elle est complètement européenne depuis déjà des décennies, et plus de 20 pays y contribuent.</p>
<p>VEGA-C est une petite fusée voulue par les pays européens pour compléter notre gamme de lanceurs et faire en sorte que l’Europe puisse transporter tous types de satellites vers toutes les orbites possibles. Les Européens optimisent les budgets et les programmes : VEGA-C et Ariane 6 se partagent le même booster à propergol solide, le P120C, qui est le premier étage sur VEGA-C et l’un des deux ou quatre boosters d’Ariane 6.</p>
<p>Les programmes spatiaux sont très chers. À titre d’exemple, le développement d’Ariane 6 et de son nouveau pas de tir coûte plus de 4 milliards d’euros. Jouer la carte de l’Europe, c’est partager les coûts et permettre à chaque pays qui le souhaite de faire participer son industrie et ses laboratoires à ces projets exigeants et valorisants.</p>
<p>Si les budgets de ces programmes peuvent sembler exorbitants, les retombées pour le citoyen sont aussi très importantes à travers les évolutions techniques et scientifiques engendrées qui peuvent ensuite servir d’autres secteurs : <a href="https://www.institutmontaigne.org/blog/2016/05/18/Investir-dans-l%E2%80%99espace-%3A-quels-enjeux-pour-la-France-et-pour-l%E2%80%99Europe2">en France, pour 1 euro investi, on estime que 20 euros de retombées économiques sont générées</a>. La France est d’ailleurs le premier pays européen qui investit dans le spatial, le second pays mondial derrière les États-Unis, rapporté au nombre d’habitants.</p>
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<p><em>Cet article est basé sur un épisode du podcast <a href="https://cnes.fr/fr/podcast-raconte-moi-lespace">« Raconte-moi l’espace »</a>, une série produite par le Centre National d’Etudes Spatiales (CNES).</em></p><img src="https://counter.theconversation.com/content/193879/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Marie Jacquesson ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>
C’est l’époque des nouvelles fusées : moins chères, partiellement réutilisables, plus modulables.
Marie Jacquesson, Chef de service Structures, Thermique et Matériaux pour les Systèmes de Transport Spatial au CNES, Centre national d’études spatiales (CNES)
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/192798
2022-11-07T19:54:19Z
2022-11-07T19:54:19Z
Pourquoi les scientifiques veulent retourner sur la Lune ?
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/490624/original/file-20221019-13-fcrxcp.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=30%2C20%2C6679%2C4446&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">La Lune reste mystérieuse, scientifiquement, malgré des décennies de missions spatiales.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://images-assets.nasa.gov/image/KSC-20220614-PH-JBS01_0332/KSC-20220614-PH-JBS01_0332~orig.jpg">NASA/Ben Smegelsky</a></span></figcaption></figure><p>Les reports successifs du lancement de la mission Artemis I de la NASA mettent au premier plan les défis techniques et technologiques liés à un retour des humains sur la Lune et aux multiples étapes pour y parvenir.</p>
<p>Au-delà de ces difficultés et des enjeux politiques d’une reconquête de la surface lunaire, les récentes publications des premiers résultats obtenus sur les échantillons de notre satellite naturel rapportés par la mission chinoise Chang’e-5 rappellent que des avancées scientifiques majeures sont attendues concernant l’origine de la Lune et son évolution géologique.</p>
<h2>La mission chinoise Chang’e-5</h2>
<p>Le site d’alunissage de Chang’e-5, atteint le 1<sup>er</sup> décembre 2020, a permis un échantillonnage de la surface de Lune au nord de <em>Oceanus Procellarum</em>, l’« Océan des Tempêtes ». Cette zone est une mare lunaire, c’est-à-dire une tache sombre à la surface de la Lune couverte de basaltes, située à l’ouest de la face visible. Elle est le témoin d’une activité volcanique tardive et est donc susceptible d’apporter des informations importantes sur les derniers stades d’évolution de la Lune.</p>
<p>L’échantillonnage réalisé par Chang’e-5 est essentiellement constitué de particules fines du sol lunaire, le « régolithe », et de quelques clastes basaltiques, des petits morceaux de laves partiellement cristallisées. L’analyse détaillée de ces échantillons permet aujourd’hui d’améliorer nos connaissances de la géologie lunaire.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/490627/original/file-20221019-26-l753f7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="Vue du sol lunaire" src="https://images.theconversation.com/files/490627/original/file-20221019-26-l753f7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/490627/original/file-20221019-26-l753f7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=318&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/490627/original/file-20221019-26-l753f7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=318&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/490627/original/file-20221019-26-l753f7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=318&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/490627/original/file-20221019-26-l753f7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=399&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/490627/original/file-20221019-26-l753f7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=399&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/490627/original/file-20221019-26-l753f7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=399&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Le panorama vu par Hires, de Chang’e-5, la dernière mission chinoise.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.flickr.com/photos/rikyunreal/50671983171">Riccardo Rossi/Flickr</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/">CC BY-NC-SA</a></span>
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<p>Les clastes de basaltes lunaires rapportés par Chang’e-5 ont été datés à <a href="https://www.nature.com/articles/s41586-021-04100-2">environ 2 milliards d’années</a>. Ce sont les basaltes les plus récents rapatriés sur Terre : ils sont plus jeunes d’environ 800-900 millions d’années que ceux des précédentes missions lunaires.</p>
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<p>Ces âges nouvellement obtenus permettent de proposer une <a href="https://www.nature.com/articles/s41550-022-01604-3">nouvelle chronologie de la surface de la Lune</a>, basée sur le lien entre l’âge des roches et la densité de cratères dans la zone d’échantillonnage. Cette méthode, qui est simplement basée sur le concept qu’une surface planétaire plus ancienne a été plus abondamment impactée, prend pour référence les données lunaires et est appliquée plus largement pour la datation des surfaces des planètes terrestres du système solaire, comme Mars et Mercure.</p>
<h2>L’histoire de la Lune et son contenu en eau</h2>
<p>Ces échantillons ramenés par Chang’e-5 révèlent aussi des informations importantes sur l’intérieur de la Lune.</p>
<p>En effet, la région de <em>Oceanus Procellarum</em> est reconnue comme étant enrichie en potassium, terres rares et phosphore, ou « KREEP », en référence aux éléments qu’il contient en plus forte abondance que les autres roches lunaires. Cet enrichissement en éléments dits « incompatibles » car ils ne veulent pas entrer dans les cristaux formés au cours du refroidissement est l’héritage de l’époque où la Lune était un océan de magma, un état primitif de notre satellite, qui était complètement fondu après son accrétion.</p>
<p>Cependant, les basaltes récoltés par Chang’e-5 dans cette région ne contiennent que peu de ces éléments chimiques. Cela implique que le « KREEP » n’est pas nécessaire au processus de fusion tardive de l’intérieur de la Lune (ce que l’on pensait jusqu’à présent). La Lune aurait plutôt subi un <a href="https://www.nature.com/articles/s41586-021-04119-5">refroidissement prolongé, qui a permis une activité magmatique relativement récente</a>.</p>
<p>Enfin, les analyses précises de certains minéraux, des apatites, dans les roches de Chang’e-5 ont aussi <a href="https://www.nature.com/articles/s41467-022-30807-5">révélé la présence de quantité non négligeable d’eau sous forme d’ions hydroxyle OH⁻</a>. Ceci corrobore les <a href="https://www.nature.com/articles/nature07047">résultats</a> de <a href="https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.1204626">nouvelles analyses</a> des échantillons collectés par les missions Apollo par des chercheurs américains, alors qu’auparavant, la Lune était considérée comme complètement « sèche ».</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/a-qui-appartiennent-mars-la-lune-et-leurs-ressources-naturelles-141406">À qui appartiennent Mars, la Lune et leurs ressources naturelles ?</a>
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<h2>Artemis III et l’exploration du pôle sud</h2>
<p>La mission Artemis III de la NASA, prévue en 2025, sera la première mission avec équipage à destination de la surface de la Lune depuis la mission Apollo 17 en 1972. Elle vise à atteindre le pôle sud et une <a href="https://www.nasa.gov/press-release/nasa-identifies-candidate-regions-for-landing-next-americans-on-moon/">série de sites potentiels a déjà été identifiée</a>.</p>
<p>Les objectifs scientifiques en lien avec la géologie de la Lune sont focalisés sur la compréhension des processus d’impact et sur les dépôts et l’origine d’<a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Substance_volatile">éléments « volatils »</a> aux pôles, et notamment de l’eau sous forme de glace. Ces régions contiennent des zones qui ne sont jamais exposées au soleil et peuvent donc agir comme des pièges froids pour le dépôt de volatiles, émis par exemple lors d’une éruption volcanique à la surface de la Lune.</p>
<h2>Et l’Europe ?</h2>
<p>L’agence spatiale européenne a aussi des ambitions lunaires à travers des collaborations avec les autres agences spatiales et ses propres initiatives. Le <a href="https://exploration.esa.int/web/moon/-/60127-in-situ-resource-utilisation-demonstration-mission">programme d’utilisation de ressources <em>in situ</em> ISRU</a> a pour objectif d’extraire et utiliser les ressources naturelles disponibles à la surface de la Lune, notamment dans un but de construction d’une base lunaire et de production de certaines ressources comme de l’eau.</p>
<p>Dans un premier temps, il s’agira de prouver que la production d’eau, d’oxygène ou encore d’hydrogène sur la Lune est possible. Les applications viseraient évidemment à <a href="https://www.esa.int/Enabling_Support/Preparing_for_the_Future/Discovery_and_Preparation/Space_technology_for_life_on_Earth">maintenir la vie sur la Lune au sein de bases-vie, ainsi que de produire du carburant pour la propulsion de navettes</a>.</p>
<p>Toutes ces questions scientifiques et les défis technologiques nécessaires pour y parvenir sont aujourd’hui des moteurs de la recherche. Les programmes des agences spatiales sont des sources d’inspiration pour une jeune génération. Ces développements pourraient aussi trouver des <a href="https://www.esa.int/Enabling_Support/Preparing_for_the_Future/Discovery_and_Preparation/Space_technology_for_life_on_Earth">applications concrètes sur Terre</a>, notamment dans l’extraction de ressources, la robotique, les systèmes de communication ou encore bien d’autres applications comme la prédiction des risques, le monitoring de la pollution terrestre et le développement de techniques de livraison autonome.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/192798/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Bernard Charlier est Chercheur Qualifié au Fonds de la Recherche Scientifique – FNRS. Ses recherches sont financées par le FNRS et l'European Space Agency.
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On ne sait pas encore tout de notre satellite – loin s’en faut ! Voici ce que nous apprennent les missions actuelles et à venir.
Bernard Charlier, Associate research scientist and Associate Professor, Université de Liège
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/192043
2022-10-11T19:13:37Z
2022-10-11T19:13:37Z
La coopétition, voie incontournable de la réussite spatiale française et européenne
<p>Le dimanche 18 septembre 2022, lors 73<sup>e</sup> Congrès international d’astronomique, la première ministre Élisabeth Borne a annoncé que la France s’apprêtait à <a href="https://www.lesechos.fr/industrie-services/air-defense/spatial-la-france-annonce-9-milliards-deuros-sur-trois-ans-1788712">investir plus de 9 milliards d’euros sur les trois prochaines années</a> pour développer des innovations. Cet investissement colossal réaffirme la volonté de préserver la souveraineté de la France dans le secteur spatial dans un contexte de concurrence internationale intense.</p>
<p>Pour préserver sa compétitivité, la France a parfaitement compris que les entreprises européennes, bien que concurrentes sur certains marchés, doivent allier leurs forces et coopérer pour innover ensemble. C’est ainsi que la France est l’un des plus gros contributeurs au budget de <a href="https://www.esa.int/Space_in_Member_States/France/L_ESA_faits_et_chiffres">l’Agence spatiale européenne</a> (ESA).</p>
<p>La souveraineté nationale et européenne en matière de spatiale passe notamment par le développement d’un <a href="https://www.lefigaro.fr/flash-eco/l-agence-spatiale-europeenne-esa-vote-un-budget-record-de-14-4-milliards-d-euros-20191128">système de géolocalisation européen</a>. En effet, il est important que la France et l’Europe limitent leur <a href="https://www.bbc.com/news/business-49985957">dépendance vis-à-vis de la technologie américaine GPS</a>. C’est pourquoi le projet Galileo fut lancé à la fin des années 1990 avec un budget total de <a href="https://www.latribune.fr/entreprises-finance/industrie/aeronautique-defense/combien-va-couter-le-programme-galileo-a-l-europe-546146.html">13 milliards d’euros</a>. Pour développer cette technologie de pointe, les meilleures compétences des entreprises européennes ont été mobilisées. Les trois principaux géants industriels européens, Airbus Defense and Space, Thales Alenia Space et OHB ont alors conclu une alliance. C’est sur ce projet de grande envergure que notre dernière <a href="https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/0008125619885151">recherche</a> porte.</p>
<h2>La coopétition n’est pas sans risque</h2>
<p>En sciences de gestion, ce phénomène de coopération entre concurrents est connu sous le concept de <a href="https://theconversation.com/fr/topics/coopetition-62125">coopétition</a>. En effet, de nombreuses entreprises font le choix de coopérer avec leurs concurrents pour développer plus d’innovations. Par exemple : l’éditeur de jeu vidéo <a href="https://theconversation.com/comment-ubisoft-leve-les-freins-a-la-coopetition-interne-grace-aux-knowledge-brokers-127942">Ubisoft</a>, pour mutualiser des coûts marketing pour faire une campagne commune ; les <a href="https://theconversation.com/coopetition-trois-principes-pour-manager-les-tensions-128564">stations de ski</a>, pour relever des défis technologiques ; ou encore les vignerons auvergnats pour mieux faire connaître leur terroir.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/la-coopetition-dans-les-vins-dauvergne-pour-le-meilleur-et-pour-le-pire-191695">La coopétition dans les vins d’Auvergne : pour le meilleur et pour le pire ?</a>
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<p>Parmi les nombreux bénéfices potentiels de la coopétition, il y a le développement d’innovations radicales comme Galileo. Cependant, <a href="https://theconversation.com/la-coopetition-et-si-votre-concurrent-devenait-votre-meilleur-allie-79704">coopérer avec une entreprise concurrente n’est pas sans risque</a>. Dans des relations de coopétition, les entreprises font en effet face à de nombreux risques d’opportunisme. N’oublions pas que les partenaires sont par ailleurs concurrents. Ils vont donc tenter de réduire au minimum leur investissement dans le projet tout en essayant de capter le plus de bénéfices.</p>
<p>En outre, ces risques d’opportunisme dans des relations de coopétition s’accroissent avec le nombre de concurrents impliqués. En effet, lorsqu’il y a plusieurs concurrents, ils peuvent en plus, former des coalitions. Les concurrents peuvent s’allier dans un sous-groupe pour essayer de prendre le pouvoir sur un ou plusieurs concurrents. Avec l’augmentation du nombre de concurrents, l’identification de ces comportements opportunistes et des risques de tricherie devient plus difficile pour les entreprises impliquées.</p>
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<p>Par exemple, les connaissances générées peuvent être appropriées puis réutilisées au-delà des limites de l’accord par un ou plusieurs concurrents cherchant à renforcer leur propre avantage concurrentiel au détriment des autres. En raison de la présence de multiples concurrents, il peut donc être difficile de savoir à qui faire confiance, avec qui partager des connaissances en toute sécurité.</p>
<p>Ces risques majeurs se traduisent par des tensions au sein des projets collaboratifs entre concurrents. Ces tensions peuvent transformer la relation de coopétition potentiellement gagnant-gagnant en une relation gagnant-perdant voire même à l’extrême perdant-perdant. Si ces tensions ne sont pas gérées, elles peuvent conduire à détruire de la valeur pour toutes les entreprises impliquées dans la collaboration.</p>
<h2>Dilemme majeur</h2>
<p>Dans le travail de recherche que nous avons mené sur le cas de Galileo, nous avons constaté qu’Airbus Defense and Space, Thales Alenia Space et OHB faisaient face à un dilemme majeur : partager leurs connaissances pour développer la nouvelle technologie européenne tout en protégeant leur cœur de connaissances pour maintenir leur compétitivité sur les autres marchés.</p>
<p>Si les trois acteurs refusent de partager leurs connaissances ou limitent trop le partage, Galileo risque de ne jamais voir le jour. À l’inverse, en partageant de trop, Airbus Defense and Space, Thales Alenia Space et OHB risquent de transférer leurs connaissances clés chez un partenaire-concurrent qui pourra ensuite, réutiliser ces connaissances en dehors du projet pour défendre son propre avantage concurrentiel. Au travers de Galileo, les entreprises risquent donc de voir leur avantage concurrentiel se réduire à long terme.</p>
<p>Conscientes de ces risques, Airbus Defense and Space, Thales Alenia Space et OHB ont été tentées de limiter le partage de connaissances au minimum. Mais en faisant ce choix, elles mettent en danger Galileo. Le projet peut échouer à cause de ce manque de partage de connaissances entre les industriels concurrents.</p>
<p>Il semble donc essentiel de trouver des solutions pour gérer ces tensions entre partage et protection des connaissances au sein de projets d’innovation impliquant plusieurs concurrents. Dans cette recherche, nous avons donc essayé de comprendre comment permettre le partage de connaissances suffisant pour développer la technologie, tout en préservant le cœur de compétences de chaque industriel.</p>
<h2>L’ESA, un moyen pour renforcer la confiance</h2>
<p>Dans des collaborations entre deux concurrents, il est commun de créer des équipes projet communes pour développer des innovations. Cependant, nos travaux montrent qu’il est trop difficile pour trois concurrents de partager librement leurs connaissances dans une équipe commune, sans aucune protection formelle. Ils ont ainsi préféré mettre en place une équipe-projet pyramidale gouvernée par un acteur tiers : l’<a href="https://theconversation.com/fr/topics/agence-spatiale-europeenne-esa-21443">ESA</a>.</p>
<p>L’ESA va favoriser le centraliser les flux de connaissances partagées par les partenaires. Autrement dit, les trois partenaires-concurrents ne partagent pas de connaissances directement entre eux mais partagent bien les connaissances nécessaires au développent de Galileo avec l’ESA. De cette façon, il n’y a pas de transfert de connaissance direct entre les concurrents mais les connaissances nécessaires au développement de Galileo sont bien présentes puisque partagées par les industriels avec l’ESA.</p>
<p>Cette structure formelle a permis aux industriels de se faire confiance. Au bout de quelque temps, cette confiance développée a permis à Airbus Defense and Space, Thales Alenia Space et OHB d’accepter de partager des connaissances supplémentaires mais deux à deux, jamais à trois. De cette façon, chaque entreprise limite le risque d’opportunisme et se prémunit du risque de coalition. Elle conserve le contrôle sur la nature des connaissances partagées et sur le choix de l’acteur avec qui ces connaissances sont partagées.</p>
<p>Cette structure de projet originale portée par l’ESA, a permis aux industriels européens de développer les premiers satellites du système Galileo et de considérer Galileo comme une réussite. Pour réussir un projet de cette envergure, les connaissances de tous les industriels européens sont nécessaires. L’implication d’un acteur tiers couplée avec une structure de projet adéquate permet le développement de la confiance nécessaire au partage des connaissances nécessaires.</p>
<p>Galileo peut être considéré aujourd’hui comme une réussite puisque 26 satellites sur 30 sont déjà opérationnels et brillamment lancés. Il serait à présent intéressant de continuer à l’étudier pour comprendre l’évolution des relations de coopétition et de suivre l’évolution des défis technologiques du secteur spatial auxquels les entreprises doivent répondre.</p>
<p>Aujourd’hui, l’état des connaissances permet en effet de savoir comment réussir un projet d’innovation entre deux concurrents. Or, le développement d’innovations radicales requiert de plus en plus de connaissances et donc l’implication de plus en plus de concurrents. Il n’est pas possible de gérer un projet de coopétition multiple comme on gère un projet de coopétition entre deux concurrents. Dans l’industrie spatiale européenne, l’adaptation à cette configuration spécifique peut permettre de lancer des projets encore plus ambitieux que Galileo, avec plusieurs concurrents européens. Il semble donc essentiel de continuer à investiguer ce phénomène afin d’en identifier les clés de réussite.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/192043/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur organisme de recherche.</span></em></p>
La coopération entre concurrents pour mettre au point un système de géolocalisation européen a notamment fonctionné grâce à la supervision de l’Agence spatiale européenne, montre une étude.
Audrey Rouyre, Assistant Professor en Management Stratégique, Montpellier Business School
Anne-Sophie Fernandez, Maître de conférences HDR en stratégie, Université de Montpellier
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2022-09-27T20:00:11Z
2022-09-27T20:00:11Z
Il y a eu de l’eau liquide sur Mars – qu’en reste-t-il ?
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/485528/original/file-20220920-3514-tpu44w.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=5%2C8%2C1911%2C1069&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Carte des minéraux hydratés sur Mars.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2022/08/Mars_global_map_of_hydrated_minerals">© ESA/Mars Express (OMEGA) and NASA/Mars Reconnaissance Orbiter (CRISM)</a></span></figcaption></figure><p>Après dix ans de travaux, une nouvelle carte de la surface de Mars a été réalisée. Elle renseigne sur l’histoire de l’eau liquide il y a plus de 3,5 milliards d’années – époque des plus anciennes traces de vie connues sur Terre. Cette carte, faite à partir des sondes orbitales de l’ESA Mars Express et de la NASA Mars Reconnaissance Orbiter, recense des centaines de milliers de dépôts de minéraux « hydratés » – formés en contact avec de l’eau liquide – à la surface de Mars.</p>
<p>Les minéraux hydratés sont une des cibles scientifiques prioritaires des deux dernières décennies, et les futures missions de retours d’échantillons (<a href="https://theconversation.com/mars-2020-lance-la-formidable-quete-dechantillons-martiens-143585">Mars Sample Return</a> et le rover Perseverance et d’analyses exobiologiques in situ (<a href="https://theconversation.com/comment-cherche-t-on-des-traces-de-vie-sur-mars-136720">ExoMars</a>) les étudieront plus en détail. Enfin, ils constituent des <a href="https://theconversation.com/les-zones-grises-de-lexploitation-des-ressources-sur-la-lune-et-les-pistes-pour-en-sortir-189405">ressources potentiellement exploitables en eau et en matériaux de construction</a>, pour de futures missions habitées vers Mars.</p>
<p>Pour toutes ces raisons, il était critique de comprendre leur répartition, leur contexte de formation, et leurs abondances à la surface. Notre connaissance était jusqu’alors limitée à quelques milliers de sites éparpillés sur Mars, dont seulement quelques-uns avaient été cartographiés en détail. La nouvelle carte des minéraux hydratés fournit cette fois une vision globale et à haute résolution spatiale (environ 200 mètres par pixel) de l’ensemble de la planète (excepté ses pôles, recouverts de glaces pérennes ou givre saisonnier).</p>
<h2>Les minéraux hydratés « stockent-ils » l’eau martienne ?</h2>
<p>Ces minéraux ont la particularité de s’être formés par interaction chimique entre la croûte martienne, principalement d’origine volcanique, et l’eau liquide. La plupart d’entre eux conservent une fraction d’eau stockée sous forme moléculaire ou structurelle, qui pourrait atteindre plusieurs dizaines de % de la masse des roches altérées.</p>
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<p>Ces minéraux hydratés, tels les argiles ou les sels, sont d’excellents traceurs d’anciens environnements géologiques riches en eau. Ils renseignent sur les conditions chimiques et donnent une indication sur la disponibilité en eau et sur sa potentielle stabilité dans le temps. On suspecte également que certains minéraux hydratés sont capables de piéger et préserver sur des temps géologiquement longs de la matière organique, dont une fraction aurait pu appartenir à des organismes vivants.</p>
<p>Un fait surprenant ressort de ces cartes : la surface la plus ancienne de Mars, plus vieille que 3,5 milliards d’années, présente des vestiges d’eau liquide partout, via la présence de ces minéraux. Auparavant, la détection d’un tel dépôt constituait une curiosité rare de Mars. Le paradigme a changé puisque désormais, il est rare de ne pas apercevoir ces minéraux lorsque l’on observe les terrains les plus anciens.</p>
<p>La connaissance fine de leur répartition géographique permet de corréler minéralogie et morphologie pour mieux contraindre leur contexte de formation. C’est ainsi que des sédiments argileux et deltaïques ont été découverts sur le site d’Oxia Planum, proposé comme site d’atterrissage pour la mission ExoMars. Le sort de cette mission majeure d’exploration exobiologique de Mars est pourtant encore incertain mais pourrait partir pour Mars avant la fin de cette décennie.</p>
<p>D’autre part, une <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0019103521004553">approche novatrice de modélisation des spectres infrarouges de Mars</a> permet d’estimer non seulement la composition précise de ces minéraux mais aussi leurs abondances. Ainsi devient-il possible d’estimer la fraction en masse des minéraux d’intérêt dans les roches martiennes affleurantes puis la fraction d’eau potentiellement disponible. Cette information est clef pour quantifier l’intensité de l’altération chimique par l’eau, mais aussi pour en estimer les ressources potentielles.</p>
<h2>L’évolution climatique de Mars</h2>
<p>Une des questions majeures qui pourra être abordée désormais concerne l’évolution climatique de Mars.</p>
<p>Si Mars a eu une surface active et riche en eau dans sa période la plus ancienne, il est bien établi qu’un <a href="https://www.science.org/doi/10.1126/science.1122659">changement climatique majeur et irréversible</a> a radicalement <a href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11214-018-0575-5">modifié les conditions de surface de Mars</a>, qui est devenue aride et s’est refroidie globalement.</p>
<p>Le changement d’atmosphère de Mars ne s’explique pas entièrement par un échappement de ses constituants vers l’espace. Il se pourrait qu’une fraction importante de son eau et de son dioxyde de carbone ait été « bue » par ses roches lors des réactions chimiques formant les minéraux hydratés. En l’absence de mécanismes de recyclage comme sur Terre, notamment la <a href="https://theconversation.com/la-terre-a-t-elle-toujours-ete-bleue-148013">tectonique des plaques</a>, il se pourrait ainsi que l’équivalent d’une couche d’eau globale de centaines de mètres d’épaisseur ait été piégée dans les roches, et s’y trouverait encore aujourd’hui.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/190985/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>John Carter est membre de l'Institut d'Astrophysique Spatiale (Université Paris-Saclay) et du Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (Aix-Marseille Université)</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Lucie Riu ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>
Une nouvelle carte de la surface martienne nous indique où il y a eu de l’eau sur la planète rouge, et sous quelle forme elle se trouve désormais.
John Carter, Astronome, Université Paris-Saclay
Lucie Riu, Research Fellow, European Space Agency
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tag:theconversation.com,2011:article/190580
2022-09-25T15:40:53Z
2022-09-25T15:40:53Z
Pourquoi faire s’écraser une sonde spatiale sur un astéroïde ?
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/484330/original/file-20220913-4004-1zonib.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&rect=14%2C14%2C2481%2C1388&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Le nanosatellite Milani imagera la lune Dimorphos et l'astéroïde Didymos dans l'infrarouge après l'impact (vue d'artiste).</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.heramission.space/press-room">ESA</a></span></figcaption></figure><p>À 1h14 cette nuit, la sonde DART va arriver à très grande vitesse sur Dimorphos, un petit astéroïde. Cet impact n’est pas un accident, mais bien une tentative de dévier la trajectoire d’un astéroïde… afin de savoir si nous pourrions utiliser cette méthode pour nous protéger des corps qui pourraient entrer en collision avec la Terre – un évènement très peu probable mais aux conséquences qui pourraient être désastreuses.</p>
<p>En effet, les <a href="https://theconversation.com/retour-de-la-sonde-hayabusa-2-sur-terre-de-la-poussiere-dastero-de-plein-les-yeux-145144">missions précédentes</a> à <a href="https://theconversation.com/de-la-lune-aux-astero-des-une-nouvelle-ere-pour-la-recherche-dechantillons-extraterrestres-153265">destination d’astéroïdes</a> nous ont montré à quel point nos hypothèses peuvent se révéler fausses. Notre compréhension du processus d’impact repose pour l’instant sur des expériences d’impact en laboratoire sur des cibles de tailles centimétriques. Grâce aux missions DART, partie le 24 novembre 2021, et Hera, dont le lancement est prévu pour octobre 2024, nous aurons les moyens de vérifier nos modèles numériques avec des données à une échelle réellement pertinente. Ceci permettra d’utiliser ces modèles avec une fiabilité plus grande dans l’hypothèse (très peu probable) qu’un astéroïde soit en route vers la Terre. On cherche à éviter le scénario du film « Don’t look up » – qui cherche à <a href="https://theconversation.com/dont-look-up-la-satire-peut-elle-conduire-a-un-sursaut-174475">dénoncer le déni du réchauffement climatique</a>, mais qui montre un scénario tout à fait plausible du sujet choisi.</p>
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<p>Jusqu’à présent, plusieurs techniques ont été proposées <a href="https://vimeo.com/746555332">pour dévier un astéroïde</a>, mais aucune n’a été testée. Détruire l’astéroïde n’est pas raisonnable en pratique, car il n’est pas possible de savoir combien de fragments seront générés, et nous risquerions de nous retrouver avec des tas de fragments qui finiraient quand même par tomber sur Terre. La méthode qui va être testée avec la mission DART de la NASA, en coopération avec la mission Hera de l’Agence spatiale européenne, s’appelle la méthode de l’« impact cinétique » : elle vise à écarter l’astéroïde de sa trajectoire initiale et à mesurer la déviation produite.</p>
<p>En gros, on joue au billard. Mais les astéroïdes ne sont pas des sphères dures comme les boules de billard, et nous ne savons pas comment ils réagissent aux chocs. Pour nous assurer que nous n’envoyons pas la cible sur une mauvaise trajectoire suite à l’impact, nous avons choisi de taper sur la petite lune d’un astéroïde double, qui fait à peine 160 mètres de diamètre.</p>
<h2>Pourquoi a-t-on choisi cette lune ?</h2>
<p>L’impact à haute vitesse va perturber la trajectoire de la « lune-astéroïde » Dimorphos autour de son corps principal appelé Didymos. La lune est beaucoup plus petite que Didymos, donc, quoiqu’il arrive, nous ne modifierons pas la trajectoire autour du Soleil du couple d’astéroïdes. Mais nous pourrons faire une mesure précise de la variation de vitesse de la lune.</p>
<p>De plus, Didymos passe suffisamment près de la Terre au moment de l’impact (11 millions de kilomètres) pour que les télescopes terrestres puissent mesurer le changement de la période orbitale de Dimorphos autour de son corps principal, avant et après l’impact.</p>
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<p>Pour l’instant cette période est de 11,92 heures, et au minimum, on s’attend à un changement de <a href="https://iopscience.iop.org/article/10.3847/PSJ/ac063e">73 secondes</a>, qui est détectable depuis la Terre. C’est un minimum, car en réalité, le changement dépend de la façon dont la lune-astéroïde va réagir à l’impact, ce qui dépend de ses propriétés physiques… que nous ne connaissons pas. La seule chose que nous connaissons pour l’instant de Dimorphos est sa taille.</p>
<h2>DART en approche</h2>
<p>DART va donc devoir détecter Dimorphos avec sa caméra DRACO tout en s’approchant, mesurer sa forme de façon automatique, et se guider pour rentrer en collision avec l’astéroïde. La sonde ne commencera vraiment à résoudre le corps principal (c’est-à-dire avec plus d’un pixel) que quelques heures avant l’impact, et Dimorphos lui-même une heure avant l’impact.</p>
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<img alt="Image du ciel et zoom" src="https://images.theconversation.com/files/484327/original/file-20220913-4673-396tup.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/484327/original/file-20220913-4673-396tup.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/484327/original/file-20220913-4673-396tup.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/484327/original/file-20220913-4673-396tup.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/484327/original/file-20220913-4673-396tup.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/484327/original/file-20220913-4673-396tup.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/484327/original/file-20220913-4673-396tup.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Image de la lumière de l’astéroïde Didymos et de sa lune Dimorphos, composite de 243 images prises par la caméra de reconnaissance DRACO le 27 juillet 2022.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.nasa.gov/feature/dart-sets-sights-on-asteroid-target">NASA JPL DART Navigation Team</a></span>
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</figure>
<p>Les images de DRACO seront transmises en direct par la TV de la NASA jusqu’à 3 secondes avant l’impact, offrant ainsi au public le privilège de découvrir avec nous ce nouveau petit monde. Nous aurons ainsi des informations sur les propriétés géologiques du site de l’impact : sera-t-il plat, ou couvert de roches ou de graviers ? Y aura-t-il des pentes ?</p>
<p>Ces informations sont cruciales pour interpréter le résultat de l’impact et serviront de conditions initiales pour les modélisations numériques qui cherchent à simuler l’impact. Le <a href="https://theconversation.com/les-nanosatellites-permettent-aussi-de-faire-de-la-science-136274">Cubesat</a> italien LICIACube, déployé par DART il y a quelques jours, renverra des images des premières minutes après l’impact, ce qui nous fournira des informations sur les premiers matériaux de l’astéroïde éventuellement éjectés suite à l’impact. Ensuite, les observatoires terrestres, ainsi que le James Webb Space Telescope et Hubble depuis l’espace, observeront le système double pour mesurer la différence de période orbitale.</p>
<p>Cela permettra de nous assurer que DART a bien tapé l’astéroïde et de quantifier une partie du résultat. Cependant, il nous manquera la mesure des propriétés du cratère produit par l’impact (sa taille, sa profondeur) et la quantité de <a href="https://iopscience.iop.org/article/10.3847/PSJ/ac6f52">déviation produite</a>, qui dépend de la masse de Dimorphos que DART ne pourra pas mesurer, et qui permettrait de valider pleinement la technique. C’est le rôle de la <a href="https://www.heramission.space">mission Hera</a>.</p>
<p><strong><a href="https://lejournal.cnrs.fr/articles/comment-devier-un-asteroide-tueur">Interview dans le Journal du CNRS</a>.</strong></p>
<h2>Tout ce que l’on ignore</h2>
<p>Ce qui est totalement fascinant, c’est qu’avec nos connaissances actuelles « avant impact », c’est-à-dire ce que disent nos modélisations numériques en fonction des propriétés physiques supposées car inconnues de Dimorphos, il pourrait se passer des tas de choses.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/lucas-8-ans-comment-sont-faits-les-astero-des-108787">Lucas, 8 ans : « Comment sont faits les astéroïdes ? »</a>
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<p>Par exemple, si Dimorphos est une roche résistante, l’impact pourrait produire un cratère d’une dizaine de mètres de diamètre. S’il est très poreux, DART pourrait s’enfoncer comme dans une éponge, et la déviation serait minime. Et s’il est faiblement résistant, il se pourrait même qu’il n’y ait pas de cratère et que l’impact déforme complètement l’astéroïde, en produisant une plus grande déviation.</p>
<h2>Hera entre en scène</h2>
<p>Hera est cruciale dans ce test de déviation, pour le documenter. En effet, il faut trois choses pour <a href="https://iopscience.iop.org/article/10.3847/PSJ/ac6f52">vérifier la validité des modèles d’impact d’astéroïde</a> : tout d’abord, les conditions initiales et les informations sur les premiers instants après l’impact, fournies par DART, LICIACube et les observations depuis la Terre, ensuite le résultat final détaillé concernant la taille du cratère ou la déformation de l’objet et la quantité de déviation, et enfin les propriétés physiques de l’astéroïde qui influencent le résultat de l’impact.</p>
<p>Hera va mesurer la masse de Dimorphos, et donc quantifier directement la quantité de déviation. Si un cratère a été produit, elle en mesurera toutes les caractéristiques. Si Dimorphos a été déformé, elle comparera cette déformation avec les images fournies par DART avant l’impact. Et surtout, elle déploiera deux Cubesats, Milani et Juventas, qui auront pour but d’étudier la composition de l’astéroïde et, pour la première fois, de caractériser sa structure interne.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="Vue d’artiste du nanosatellite en approche" src="https://images.theconversation.com/files/484328/original/file-20220913-4780-68njn0.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/484328/original/file-20220913-4780-68njn0.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=382&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/484328/original/file-20220913-4780-68njn0.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=382&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/484328/original/file-20220913-4780-68njn0.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=382&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/484328/original/file-20220913-4780-68njn0.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=480&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/484328/original/file-20220913-4780-68njn0.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=480&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/484328/original/file-20220913-4780-68njn0.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=480&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Le nanosatellite Juventas portant le radar JuRa en orbite autour de Didymos, vue d’artiste.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.heramission.space/press-room">ESA</a></span>
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<p>Une telle mesure n’a jamais été faite directement, et tout ce que nous savons de l’intérieur de l’astéroïde provient d’interprétation ou de modélisations théoriques. Dimorphos est-il une roche monolithique ou un agrégat ? Quel est le degré d’hétérogénéité interne ? Ces informations sont cruciales car ce sont elles qui guident comment l’astéroïde réagit à un impact. Avec Hera, nous aurons ainsi une connaissance détaillée des propriétés géologiques du plus petit astéroïde jamais visité et qu’il est impossible d’obtenir autrement. Ceci a de nombreuses implications scientifiques, y compris concernant la formation des astéroïdes doubles qui représentent 16 % de la population des astéroïdes en général. Enfin, les collisions ont joué un rôle majeur dans l’histoire du système solaire : comprendre ce processus offre une contribution essentielle à la compréhension de cette histoire.</p>
<h2>Quel est le risque qu’un astéroïde nous tombe sur la tête ?</h2>
<p>Sur tous les astéroïdes que nous connaissons, aucun ne nous menace pour le prochain siècle au moins : l’inventaire des astéroïdes géocroiseurs plus grands qu’un kilomètre de diamètre (qui est le seuil en taille pour une catastrophe à l’échelle du globe) est quasiment complet ; et nous cherchons maintenant à faire l’inventaire de tous ceux plus grands que 140 mètres (seuil pour une catastrophe à l’échelle d’une région ou un petit pays). Nous n’en connaissons pour l’instant que 40 % et la NASA cherche à finaliser le financement d’un télescope spatial appelé <a href="https://www.jpl.nasa.gov/missions/near-earth-object-surveyor">NEO Surveyor</a> qui pourrait réaliser l’inventaire en dix ans depuis l’espace.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/origine-du-systeme-solaire-et-protection-de-la-terre-a-lassaut-des-astero-des-180892">Origine du système solaire et protection de la terre : à l’assaut des astéroïdes</a>
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<p>Heureusement pour nous, la fréquence d’impact d’astéroïdes de cette taille est de 10 000 ans environ, donc la probabilité que l’un d’eux nous arrive dessus à court terme reste très faible. Certes, plus les objets sont petits, plus ils sont nombreux, donc plus les fréquences d’impact augmentent ; mais ils font également des dégâts bien plus localisés, avec une probabilité plus grande de se produire au-dessus des déserts et des océans.</p>
<p>Le risque d’impact d’astéroïde est donc un risque à très faible probabilité, mais aussi à haute conséquence… et dont on <em>sait</em> qu’il se reproduira sur le long terme.</p>
<p>L’idée est de pouvoir anticiper l’arrivée d’un astéroïde et d’offrir aux futures générations un plan robuste de telle sorte qu’elles n’aient pas à improviser le jour où elles y seront confrontées. Pour élaborer un plan de protection planétaire robuste, il faut prendre en compte de nombreux paramètres que DART et Hera vont permettre de préciser. Sur ces enjeux, l’<a href="https://www.cosmos.esa.int/web/smpag">Europe</a> joue un <a href="https://neomapp.eu/">rôle pionnier</a>, et les discussions ont également lieu au sein de l’<a href="https://iawn.net/">ONU</a> pour élaborer une réponse coordonnée au niveau international. Le chemin est encore long, mais nous y couvrons tous les aspects, techniques, scientifiques, politiques, légaux, et de communication.</p>
<p>Les <a href="https://theconversation.com/avant-la-chute-de-lastero-de-qui-a-cause-leur-extinction-les-especes-de-dinosaures-etaient-deja-sur-le-declin-163547">dinosaures auraient certainement apprécié</a> une telle démarche !</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/190580/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Patrick Michel est responsable scientifique de la mission spatiale Hera de l'ESA, membre de l'équipe DART de la NASA et coordinateur Européen de la coopération scientifique AIDA qui soutien le développement et l'interprétation des données des missions DART et Hera . Il a reçu des financements de l'ESA, du CNES, du programme H2020 de l'Union Européenne (accord No 870377, projet NEO-MAPP) et du CNRS au travers du programme interdisciplinaire MITI.
</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Alain Herique a reçu des financements de l'ESA, du CNES et de l'Europe (H2020) </span></em></p>
La sonde spatiale DART va s’écraser sur la lune d’un astéroïde du système solaire.
Patrick Michel, Astrophysicien, Directeur de Recherche au CNRS, Responsable Scientifique de la mission spatiale Hera (ESA), Université Côte d’Azur
Alain Herique, Astrophysicien, Université Grenoble Alpes (UGA)
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/189477
2022-08-26T16:26:13Z
2022-08-26T16:26:13Z
Dossier : Renvoyer des humains sur la Lune
<p><em>Le 16 novembre 2022 doit décoller la mission Artemis I, le coup d'envoi du grand programme spatial de la NASA et de ses partenaires, qui vise à renvoyer des humains sur la Lune dans les prochaines années. Découvrez les différentes facettes de ce grand défi au travers de notre dossier spécial.</em></p>
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<h2><a href="https://theconversation.com/a-laube-dun-retour-sur-la-lune-avec-les-missions-artemis-185066">À l’aube d’un retour sur la Lune avec les missions Artemis</a></h2>
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<img alt="La fusée SLS décolle." src="https://images.theconversation.com/files/481280/original/file-20220826-16-e3r409.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/481280/original/file-20220826-16-e3r409.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/481280/original/file-20220826-16-e3r409.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/481280/original/file-20220826-16-e3r409.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/481280/original/file-20220826-16-e3r409.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/481280/original/file-20220826-16-e3r409.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/481280/original/file-20220826-16-e3r409.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">La dernière fusée de la NASA (le Space Launch System) doit être lancée en août avec le vaisseau Orion à son sommet, pour entrer en orbite autour de la Lune.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/sls-70mt-dac3-orange-launch-uhr2_adj_tw_sm.jpg">NASA</a></span>
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<p>Le nouveau programme lunaire Artemis vise à installer des humains sur la Lune. Comment vont se dérouler les premières étapes ?</p>
<h2><a href="https://theconversation.com/retour-des-humains-sur-la-lune-artemis-figure-de-proue-dune-competition-globale-150153">Retour des humains sur la Lune: Artemis, figure de proue d’une compétition globale</a></h2>
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<img alt="Eugene Cernan sur la Lune en combinaison devant le drapeau américain" src="https://images.theconversation.com/files/481292/original/file-20220826-12-bpgec1.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/481292/original/file-20220826-12-bpgec1.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=454&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/481292/original/file-20220826-12-bpgec1.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=454&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/481292/original/file-20220826-12-bpgec1.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=454&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/481292/original/file-20220826-12-bpgec1.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=570&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/481292/original/file-20220826-12-bpgec1.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=570&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/481292/original/file-20220826-12-bpgec1.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=570&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Eugene Cernan a été le dernier homme sur la Lune. Photo du 13 décembre 1972.</span>
<span class="attribution"><span class="source">NASA</span></span>
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<p>Plusieurs agences spatiales visent à envoyer de nouveau des humains sur la Lune. Coopération et compétition géostratégiques et économiques au programme.</p>
<h2><a href="https://theconversation.com/les-zones-grises-de-lexploitation-des-ressources-sur-la-lune-et-les-pistes-pour-en-sortir-189405">Les zones grises de l'exploitation des ressources sur la Lune, et les pistes pour en sortir</a></h2>
<figure class="align-center ">
<img alt="Carte des zones polaires comprenant de l'eau, en bleu." src="https://images.theconversation.com/files/481300/original/file-20220826-16-fn8frx.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/481300/original/file-20220826-16-fn8frx.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/481300/original/file-20220826-16-fn8frx.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/481300/original/file-20220826-16-fn8frx.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/481300/original/file-20220826-16-fn8frx.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/481300/original/file-20220826-16-fn8frx.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/481300/original/file-20220826-16-fn8frx.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">L'eau est l'une des ressources les plus précieuses sur la Lune, située principalement aux pôles. Mais revendiquer un territoire dans l'espace, et donc s'approprier ses ressources, est illégal selon les lois internationales.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.jpl.nasa.gov/news/ice-confirmed-at-the-moons-poles">NASA</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>L'ère de l'exploitation des ressources lunaires approche rapidement. Comment le faire durablement – et légalement?</p>
<h2><a href="https://theconversation.com/pourra-t-on-faire-pousser-des-plantes-sur-la-lune-des-indices-avec-les-echantillons-ramenes-par-apollo-185083">Pourra-t-on faire pousser des plantes sur la Lune ? Des indices avec les échantillons ramenés par Apollo</a></h2>
<figure class="align-center ">
<img alt="Image de la Lune d'octobre 2020, légèrement orangée, derrière des buissons." src="https://images.theconversation.com/files/481285/original/file-20220826-12-2q6nxr.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/481285/original/file-20220826-12-2q6nxr.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=406&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/481285/original/file-20220826-12-2q6nxr.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=406&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/481285/original/file-20220826-12-2q6nxr.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=406&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/481285/original/file-20220826-12-2q6nxr.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=510&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/481285/original/file-20220826-12-2q6nxr.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=510&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/481285/original/file-20220826-12-2q6nxr.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=510&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">La Lune est couverte de poussière et bénéficie de peu d'eau, d'oxygène et de lumière pour faire pousser des plantes.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.flickr.com/photos/kevinmgill/50408130448/in/photolist-2jNoQZo-MaNn86-YmFAiM-8DhMXA-6u8twP-MiwJw6-z9ayob-A79AV8-A7a2FR-zNGdFR-A3TUKE-z9b2gj-A3VzG5-A3TQEA-zNB78E-A52YwG-A3Vw5f-A41GKo-z9qN58-GtP6Kk-z9jMzx-A3UHC7-Z6ScTj-A7a7Et-A54ucw-zNCAx3-8Dk1qN-z9k9ak-A3VrH9-z9bKDW-2hv5QFR-A3V535-z9bskY-A54KyU-A6du3n-A7aJMD-A3Vy6E-A5a789-z9bB3N-A6cZBe-A3UECQ-z9bDW3-A6iYY8-z9bVa9-z9c1KC-zNNdwv-z9kscH-2mPoWzs-fZsXjr-zNCsLS">Kevin Gill/Flickr</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Les futurs colons pourront peut-être faire pousser des plantes sur la Lune… mais pas n’importe où.</p>
<h2><a href="https://theconversation.com/linfluence-de-la-lune-est-elle-reelle-ou-imaginaire-135499">L’influence de la Lune est-elle réelle ou imaginaire ?</a></h2>
<figure class="align-center ">
<img alt="Nuit de pleine lune dans les champs" src="https://images.theconversation.com/files/481289/original/file-20220826-22-zd3ay8.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/481289/original/file-20220826-22-zd3ay8.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/481289/original/file-20220826-22-zd3ay8.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/481289/original/file-20220826-22-zd3ay8.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/481289/original/file-20220826-22-zd3ay8.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/481289/original/file-20220826-22-zd3ay8.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/481289/original/file-20220826-22-zd3ay8.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">La Lune a-t-elle une influence sur les cultures ?</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://unsplash.com/photos/vFrhuBvI-hI">Luca Huter / Unsplash</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>La Lune nourrit nos imaginaires depuis la nuit des temps. Mais faut-il réellement planter ses tomates à la pleine lune ? Y a-t-il vraiment plus de crimes ces nuits-là ? Faisons le point, scientifiquement.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/189477/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
Les mille et une facettes du retour sur la Lune dans un dossier spécial.
Benoît Tonson, Chef de rubrique Science + Technologie, The Conversation France
Elsa Couderc, Cheffe de rubrique Science + Technologie, The Conversation France
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/189405
2022-08-26T16:25:23Z
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Les zones grises de l’exploitation des ressources sur la Lune, et les pistes pour en sortir
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/481279/original/file-20220826-22-2q6nxr.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=17%2C352%2C3881%2C2887&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Revendiquer un territoire dans l'espace est illégal selon les lois internationales.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/dd/Buzz_salutes_the_U.S._Flag.jpg">NASA/Neil Armstrong</a></span></figcaption></figure><p>Cela fait 50 ans que l’homme n’est pas allé sur la Lune, et même les robots y vont peu. Mais le satellite naturel de la Terre est sur le point d’être envahi.</p>
<p>Au moins six pays et une multitude d’entreprises privées ont annoncé publiquement plus de <a href="https://www.nsr.com/nsr-developing-moon-market-propelled-by-250-missions-and-105-billion-in-revenue-through-decade/">250 missions vers la Lune</a>, qui auront lieu au cours de la prochaine décennie. Nombre de ces missions prévoient des bases lunaires permanentes et ambitionnent d’évaluer et de commencer à utiliser les ressources naturelles de la Lune. À court terme, les ressources seraient utilisées pour les missions lunaires, mais à long terme, la Lune et ses ressources seront essentielles aux missions vers les autres trésors du système solaire.</p>
<p>Ces nobles ambitions se heurtent à une question juridique imminente. Sur Terre, la possession et la propriété des ressources naturelles sont fondées sur la souveraineté territoriale. À l’inverse, l’article II du <a href="https://www.unoosa.org/pdf/gares/ARES_21_2222E.pdf">Traité sur l’espace extra-atmosphérique</a> – l’accord vieux de 60 ans qui guide l’activité humaine dans l’espace – interdit aux nations de revendiquer un territoire dans l’espace. Cette limitation inclut la Lune, les planètes et les astéroïdes. Comment peut-on alors gérer les ressources spatiales ?</p>
<p>Je suis avocate, et je me concentre sur l’<a href="https://scholar.google.com/citations?user=TUy5ls8AAAAJ&hl=en&oi=ao">utilisation pacifique et durable de l’espace</a> pour le bénéfice de toute l’humanité. Je pense que les années 2020 seront reconnues comme la décennie au cours de laquelle l’homme est devenu une véritable « espèce spatiale », qui utilise les ressources de l’espace pour survivre et prospérer dans l’espace et sur Terre. Pour construire cet avenir, la communauté internationale travaille, dans différentes instances, à développer un cadre de gestion des ressources spatiales, en commençant par celles de notre plus proche voisine : la Lune.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/480133/original/file-20220819-24-e8abwt.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="Deux images côte à côte des pôles nord et sud de la Lune avec des taches bleues représentant l’eau" src="https://images.theconversation.com/files/480133/original/file-20220819-24-e8abwt.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/480133/original/file-20220819-24-e8abwt.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/480133/original/file-20220819-24-e8abwt.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/480133/original/file-20220819-24-e8abwt.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/480133/original/file-20220819-24-e8abwt.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/480133/original/file-20220819-24-e8abwt.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/480133/original/file-20220819-24-e8abwt.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">L’eau est l’une des ressources les plus précieuses sur la Lune et se trouve principalement dans les cratères du pôle sud (gauche) et du pôle nord (droite). Les zones de glace de surface sont en bleu.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.jpl.nasa.gov/news/ice-confirmed-at-the-moons-poles">NASA</a></span>
</figcaption>
</figure>
<h2>Missions lunaires pour ressources lunaires</h2>
<p>Le <a href="https://www.nasa.gov/specials/artemis/">Programme Artemis</a> mené par les États-Unis est une coalition de partenaires commerciaux et internationaux dont le premier but est de ramener des humains sur la Lune d’ici 2024, avec l’objectif à plus long terme d’établir une base lunaire permanente. La Russie et la Chine ont également annoncé un projet de <a href="http://french.china.org.cn/china/txt/2022-01/29/content_78019360.htm">station de recherche lunaire internationale (ILRS)</a> et ont invité à la <a href="https://theconversation.com/space-blocs-the-future-of-international-cooperation-in-space-is-splitting-along-lines-of-power-on-earth-180221">collaboration internationale</a>. De multiples missions privées sont également en cours de développement par des entreprises comme <a href="https://ispace-inc.com/">iSpace</a>, <a href="https://www.astrobotic.com/">Astrobotic</a> et une <a href="https://www.scientificamerican.com/article/a-new-private-moon-race-kicks-off-soon/">poignée d’autres</a>.</p>
<p>[<em>Plus de 80 000 lecteurs font confiance à la newsletter de The Conversation pour mieux comprendre les grands enjeux du monde</em>. <a href="https://theconversation.com/fr/newsletters/la-newsletter-quotidienne-5?utm_source=inline-70ksignup">Abonnez-vous aujourd’hui</a>]</p>
<p>Ces missions visent à déterminer quelles ressources sont réellement disponibles sur la Lune, où elles se trouvent et s’il sera <a href="https://theconversation.com/de-lespace-aux-oceans-les-nouvelles-frontieres-minieres-158734">difficile de les extraire</a>. Actuellement, la plus précieuse de ces ressources est l’eau. L’eau se trouve principalement sous forme de <a href="https://www.space.com/15094-moon-water-ice-space-fuel.html">glace dans les cratères ombragés des régions polaires</a>. Elle est nécessaire pour boire et cultiver des aliments. Divisée en hydrogène et en oxygène, elle pourrait également être utilisée comme <a href="https://www.space.com/15094-moon-water-ice-space-fuel.html">combustible pour les fusées</a> qui retournent sur Terre ou voyageraient au-delà de la Lune.</p>
<p>Parmi les autres ressources précieuses de la Lune figurent des métaux rares comme le néodyme – utilisé dans les aimants – et l’<a href="https://theconversation.com/objectif-lune-le-temps-de-la-reconquete-150153">hélium 3</a>, qui peut être utilisé pour <a href="https://doi.org/10.1126/science.add5489">produire de l’énergie</a>.</p>
<p>Les recherches actuelles suggèrent que seules quelques petites zones de la Lune contiennent <a href="https://phys.org/news/2020-11-moon-resources-tension-scientists.html">à la fois de l’eau et des éléments de terres rares</a>. Cette concentration de ressources pourrait poser un problème, car de nombreuses missions prévues se dirigeront probablement vers les mêmes zones de la Lune pour prospecter.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/480135/original/file-20220819-26-g5k28o.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="Une empreinte de botte dans la surface poussiéreuse de la Lune" src="https://images.theconversation.com/files/480135/original/file-20220819-26-g5k28o.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/480135/original/file-20220819-26-g5k28o.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=604&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/480135/original/file-20220819-26-g5k28o.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=604&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/480135/original/file-20220819-26-g5k28o.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=604&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/480135/original/file-20220819-26-g5k28o.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=758&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/480135/original/file-20220819-26-g5k28o.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=758&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/480135/original/file-20220819-26-g5k28o.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=758&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Une couche de fine poussière et d’éclats de roche tranchants recouvre la surface de la Lune, comme le montre cette photo prise par Buzz Aldrin en 1969.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://images.nasa.gov/search-results?q=AS11-40-5877">NASA/Buzz Aldrin</a></span>
</figcaption>
</figure>
<h2>Tout commence avec une poussière lunaire… exaspérante</h2>
<p>Le dernier humain sur la Lune, l’astronaute d’Apollo 17 Eugene Cernan, a qualifié la poussière lunaire de <a href="https://an.rsl.wustl.edu/apollo/data/A17/resources/a17-techdebrief.pdf">« l’une des limitations les plus exaspérantes de la surface lunaire »</a>. En effet, la Lune est recouverte d’une couche de poussière fine et de petits fragments de roche pointus, appelés régolithe. Comme il n’y a pratiquement pas d’atmosphère sur la Lune, le régolithe est <a href="https://sciences.ucf.edu/class/landing-team/the-science-of-plume-effects/">facilement soufflé par le vent généré par les engins spatiaux</a> qui atterrissent ou roulent à la surface.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/pourra-t-on-faire-pousser-des-plantes-sur-la-lune-des-indices-avec-les-echantillons-ramenes-par-apollo-185083">Pourra-t-on faire pousser des plantes sur la Lune ? Des indices avec les échantillons ramenés par Apollo</a>
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<p>Une partie de la mission Apollo 12 de 1969 consistait à ramener sur Terre des morceaux de Surveyor 3, un vaisseau spatial américain qui s’était posé sur la Lune en 1967 pour étudier sa surface. Le module lunaire Apollo 12 s’est posé à quelque 150 mètres de Surveyor 3, mais après inspection, les ingénieurs ont constaté que des particules soufflées par les gaz d’échappement d’Apollo 12 avaient perforé la surface de Surveyor 3, <a href="https://www.lpi.usra.edu/lunar/strategies/Cour-PalaisEtAl_NASA-SP-284E_Surveyor_3_Particulate_Impacts.pdf">enfonçant littéralement du régolithe dans l’équipement</a>.</p>
<p>Dans ces conditions, on imagine facilement un atterrisseur ou un rover (un véhicule de surface) d’un pays puisse passer trop près de l’engin spatial d’un autre pays et provoque des dommages importants.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/480134/original/file-20220819-3033-za6ht2.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="Une personne en combinaison spatiale se tenant à côté d’un engin de sondage sur la surface de la Lune avec un atterrisseur en arrière-plan" src="https://images.theconversation.com/files/480134/original/file-20220819-3033-za6ht2.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/480134/original/file-20220819-3033-za6ht2.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=525&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/480134/original/file-20220819-3033-za6ht2.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=525&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/480134/original/file-20220819-3033-za6ht2.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=525&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/480134/original/file-20220819-3033-za6ht2.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=660&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/480134/original/file-20220819-3033-za6ht2.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=660&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/480134/original/file-20220819-3033-za6ht2.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=660&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">La poussière de l’atterrissage d’Apollo 12, vue en arrière-plan sur cette image, a perforé le métal sur le Surveyor 3, à l’avant, à plus de quelques 150 mètres de distance.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="http://grin.hq.nasa.gov/ABSTRACTS/GPN-2000-001316.html">Alan L. Bean/NASA</a></span>
</figcaption>
</figure>
<h3>Un besoin de règles</h3>
<p>Quand les efforts pour retourner sur la Lune ont commencé à s’intensifier dans les années 2000, la NASA était très préoccupée par le potentiel destructeur de la poussière lunaire. À tel point qu’en 2011, elle a émis une série de recommandations à l’intention de toutes les entités spatiales. L’objectif était de protéger Apollo et d’autres objets américains sur la surface lunaire qui ont une valeur historique et scientifique. Les recommandations mettent en œuvre des <a href="https://www.nasa.gov/pdf/617743main_NASA-USG_LUNAR_HISTORIC_SITES_RevA-508.pdf">« zones d’exclusion »</a>, définies par la NASA comme des « zones limites dans lesquelles les engins spatiaux en visite ne doivent pas pénétrer ». Ces suggestions ne peuvent pas être mises en œuvre à l’égard d’une entité ou une nation – à moins qu’elle ne soit liée directement à la NASA par contrat.</p>
<p>Le concept même de ces zones viole le sens littéral et l’intention de <a href="https://www.unoosa.org/oosa/en/ourwork/spacelaw/treaties/outerspacetreaty.html">l’article II</a> du Traité sur l’espace extra-atmosphérique : cet article stipule qu’aucune zone de l’espace n’est sujette à une « appropriation nationale » par « des moyens d’utilisation ou d’occupation ». La création d’une zone d’exclusion autour d’un site d’atterrissage ou d’une exploitation minière pourrait certainement être considérée comme une occupation.</p>
<p>Mais le Traité sur l’espace extra-atmosphérique offre potentiellement une solution.</p>
<h2>Actions internationales</h2>
<p>En effet, son <a href="https://www.unoosa.org/oosa/en/ourwork/spacelaw/treaties/outerspacetreaty.html">article IX</a> exige que toutes les activités dans l’espace soient menées « en tenant dûment compte des intérêts correspondants d’autrui ». Suivant cette philosophie, de nombreuses nations travaillent actuellement à l’utilisation collaborative des ressources spatiales.</p>
<p>À ce jour, 21 nations ont accepté les <a href="https://www.nasa.gov/specials/artemis-accords/img/Artemis-Accords-signed-13Oct2020.pdf">Accords d’Artémis</a>, qui utilisent cette disposition du Traité, relative à la prise en compte des intérêts d’autrui, pour encourager le développement de zones de « notification et de coordination », également appelées « zones de sécurité ». S’il n’est pas négligeable d’avoir 21 signataires, les accords n’incluent pas pour l’instant les grandes nations spatiales que sont la Chine, la Russie et l’Inde.</p>
<p>En juin 2022, le comité des Nations unies sur les <a href="https://www.unoosa.org/oosa/en/ourwork/copuos/index.html">utilisations pacifiques de l’espace extra-atmosphérique</a> a créé le <a href="https://www.unoosa.org/oosa/en/ourwork/copuos/lsc/space-resources/index.html">Groupe de travail sur les aspects juridiques des activités liées aux ressources spatiales</a>. Le mandat de ce groupe est d’élaborer des recommandations de principes concernant « l’exploration, l’exploitation et l’utilisation des ressources spatiales ». Bien que le groupe n’ait pas encore abordé les questions de fond, au moins un pays non-signataire des accords d’Artémis, le <a href="https://theconversation.com/de-lespace-aux-oceans-les-nouvelles-frontieres-minieres-158734">Luxembourg</a>, a déjà exprimé son intérêt pour la promotion des zones de sécurité.</p>
<p>Ce groupe de travail semble un bon moyen pour obtenir un soutien international unanime à l’idée des zones de sécurité telles que celles décrites dans les accords d’Artémis. <a href="https://www.forallmoonkind.org/">For All Moon-kind</a>, une organisation à but non lucratif que j’ai fondée et qui est composée d’experts de l’espace et de vétérans de la NASA, a pour mission de soutenir la création de zones de protection autour des <a href="https://theconversation.com/apollo-landers-neil-armstrongs-bootprint-and-other-human-artifacts-on-moon-officially-protected-by-new-us-law-152661">sites d’importance historique dans l’espace</a>, comme première version des zones de sécurité. Bien qu’initialement motivées par cette exaspérante poussière lunaire, les zones de sécurité pourraient constituer un point de départ pour le développement d’un système fonctionnel de gestion des ressources et du territoire dans l’espace. Une telle action permettrait de protéger les sites historiques importants. Elle pourrait également avoir l’avantage de présenter la gestion des ressources comme un outil de conservation, plutôt que d’exploitation.–</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/189405/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Michelle L.D. Hanlon ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>
L’ère de l’exploitation des ressources lunaires approche rapidement. Comment le faire durablement – et légalement ?
Michelle L.D. Hanlon, Professor of Air and Space Law, University of Mississippi
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/185066
2022-06-19T23:36:52Z
2022-06-19T23:36:52Z
À l’aube d’un retour sur la Lune avec les missions Artemis
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/468991/original/file-20220615-23-ayyalr.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C0%2C1800%2C1013&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">La dernière fusée de la NASA (le Space Launch System) doit être lancée en août avec le vaisseau Orion à son sommet, pour entrer en orbite autour de la Lune.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/sls-70mt-dac3-orange-launch-uhr2_adj_tw_sm.jpg">NASA</a></span></figcaption></figure><p>L’année 2022 marque une étape importante dans le retour sur la Lune. En effet, la première mission du nouveau programme lunaire américain, Artemis, doit décoller lundi 29 août. Quel sera le déroulé de la mission? Quels sont les enjeux techniques et économiques de ce grand projet spatial qui s’étalera sur toute la décennie ?</p>
<p>La mission Artemis I verra le premier décollage du nouveau lanceur géant de la NASA, le SLS (<em>Space Launch System</em>). Prévu à l’origine pour fin 2016, le programme fait face à d’importants retards. En avril dernier encore, le dernier grand test avant lancement, le <a href="https://www.nasa.gov/exploration/systems/sls/wet-dress-rehearsal-infographic.html"><em>wet dress rehearsal</em></a>, a révélé plusieurs problèmes techniques, notamment liés au remplissage des réservoirs en oxygène et en hydrogène liquides, et la NASA a dû renvoyer le lanceur dans son bâtiment d’assemblage pour réparation. Un <a href="https://www.nasa.gov/press-release/nasa-to-discuss-conduct-test-to-prepare-for-artemis-i-moon-mission">nouvel essai a eu lieu en juin 2022</a> sur le pas de tir 39B du centre spatial Kennedy, en Floride - ce qui a permis de valider le lancement de lundi.</p>
<p>Il faut dire que le SLS est un objet technique particulièrement complexe. Avec ses 70 tonnes et presque 100 mètres de haut, il sera le lanceur le plus puissant jamais construit, surpassant l’emblématique Saturn V qui conduisit 24 astronautes américains vers la Lune entre 1968 et 1972.</p>
<h2>Trois étapes pour retourner sur la Lune</h2>
<p>Au sommet du SLS est placé le vaisseau Orion, dans lequel, à terme, voyageront les astronautes. Orion reprend l’architecture de son grand frère, le module Apollo, mais avec des dimensions plus importantes. Ainsi, quatre astronautes pourront faire le voyage vers la Lune lors de chaque mission, contre trois à l’époque d’Apollo.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/468993/original/file-20220615-12-j4y6xi.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="Vue d’artiste du vaisseau spatial Orion, qui pourra accueillir quatre astronautes" src="https://images.theconversation.com/files/468993/original/file-20220615-12-j4y6xi.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/468993/original/file-20220615-12-j4y6xi.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/468993/original/file-20220615-12-j4y6xi.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/468993/original/file-20220615-12-j4y6xi.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/468993/original/file-20220615-12-j4y6xi.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/468993/original/file-20220615-12-j4y6xi.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/468993/original/file-20220615-12-j4y6xi.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">La mission Artemis I va propulser le vaisseau Orion à une centaine de kilomètres de la Lune, puis en orbite lointaine à 70 000 kilomètres de notre satellite naturel.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/23128844405_6151e276cd_k.jpg">NASA</a></span>
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<p>Mais dans un premier temps, c’est un vaisseau Orion vide qui sera lancé par le SLS afin de tester l’ensemble des étapes de la mission. Il restera en orbite autour de la Lune plusieurs jours afin de permettre aux ingénieurs de la NASA de vérifier ses performances. Grâce aux moteurs de son module de service construit par l’Agence spatiale européenne, il reprendra ensuite le chemin de la Terre, afin de tester les étapes critiques de rentrée dans l’atmosphère et d’amerrissage.</p>
<p>Si cette répétition générale est concluante, un premier vol avec équipage suivra lors de la mission Artemis II, prévue pour l’instant pour la mi-2024. Comme leurs prédécesseurs d’Apollo 8, les quatre astronautes de la mission survoleront la Lune mais ne s’y poseront pas. Il faudra donc attendre Artemis III pour voir le véritable retour d’un équipage à la surface de notre satellite. Après avoir quitté Orion pour alunir à bord du HLS (<em>Human Landing System</em>), deux astronautes, dont la première femme à marcher sur la Lune, séjourneront près d’une semaine à la surface, soit plus du double du record établi lors des missions Apollo. Prévue pour 2025, la mission pourrait toutefois connaître plusieurs années de retard <a href="https://oig.nasa.gov/docs/IG-22-003.pdf">selon le dernier rapport de l’inspecteur général de la NASA</a>.</p>
<p>En parallèle, une station spatiale, la Gateway, sera assemblée en orbite autour de la Lune à partir de la fin 2024. Beaucoup plus petite que la station spatiale internationale (ISS), elle s’appuiera sur un partenariat similaire entre agences spatiales américaine, européenne, japonaise et canadienne, mais cette fois <a href="https://www.interfax.ru/russia/746690">sans la Russie</a>. À terme, <a href="https://www.esa.int/Science_Exploration/Human_and_Robotic_Exploration/Positive_signs_for_Europe_as_ESA_goes_forward_to_the_Moon">au moins trois astronautes européens</a> devraient ainsi séjourner à bord de cette station en orbite lunaire dont <a href="https://www.esa.int/Space_in_Member_States/France/Un_module_europeen_de_la_Station_lunaire_Gateway_sera_construit_en_France">l’un des modules est d’ailleurs déjà en construction en France</a>.</p>
<h2>Rester dans la durée</h2>
<p>La Gateway constitue l’une des grandes différences entre les programmes Artemis et Apollo. En offrant un point de transit et un lieu d’expérimentation entre la Terre et la Lune, elle est présentée comme un ingrédient de la pérennisation du retour sur la Lune. Car la NASA a bien compris qu’il y avait un <a href="https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03344792/document">enjeu fort à aller au-delà d’un retour symbolique et ponctuel</a> sur la Lune, la course ayant déjà été remportée il y a plus de cinquante ans. <a href="https://theconversation.com/to-the-moon-and-beyond-3-the-new-space-race-and-what-winning-it-looks-like-120372">Comme le soulignait l’astrophysicien américain John Horack en 2019</a>, les motivations du retour sur la Lune sont aujourd’hui moins géopolitiques qu’économiques. Les accords Artemis, <a href="https://presse.cnes.fr/fr/la-france-sassocie-aux-accords-artemis-et-prend-part-la-cooperation-internationale-pour-lexploration">que la France vient de rejoindre</a>, prévoient par exemple explicitement la possibilité d’<a href="https://theconversation.com/a-qui-appartiennent-mars-la-lune-et-leurs-ressources-naturelles-141406">extraire des ressources de la Lune</a>, bien que la viabilité des modèles économiques associés soit <a href="https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03344792/document">encore loin d’être démontrée</a>.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/a-qui-appartiennent-mars-la-lune-et-leurs-ressources-naturelles-141406">À qui appartiennent Mars, la Lune et leurs ressources naturelles ?</a>
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<p>L’agence spatiale américaine encourage aussi la création d’un écosystème commercial autour de la Lune. Dans le cadre du programme <a href="https://www.nasa.gov/content/commercial-lunar-payload-services-overview"><em>Commercial Lunar Payload Services</em></a> (CLPS), les acteurs privés sont ainsi financés pour construire des vaisseaux capables de se poser sur la Lune et y déposer des instruments ou des robots pouvant eux aussi être développés par des sociétés privées. Les atterrisseurs lunaires des sociétés Intuitive Machines et Astrobotic Technology seront les premiers à tenter la manœuvre, en principe d’ici la fin de l’année 2022.</p>
<figure> <img src="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/34/Moon_landing_sites.svg"><figcaption>De nombreuses missions américaines et russes ont aluni dans les années 1960 et 1970, puis des missions chinoises dans les années 2010 – mais seules les missions Apollo étaient habitées (Wikimedia).</figcaption></figure>
<p>Avec la même logique, le HLS qui déposera les astronautes sur la Lune a lui aussi été sous-traité à un partenaire privé, SpaceX. La société d’Elon Musk ne se contente d’ailleurs pas d’être un prestataire de services et développe en parallèle ses propres projets. Elle a par exemple annoncé avoir vendu un billet au milliardaire japonais Yusaku Maezawa pour un vol touristique en orbite autour de la Lune, <a href="https://theconversation.com/les-vacances-spatiales-seront-elles-bientot-a-la-portee-de-tous-164871">plus simple et moins cher qu’un alunissage</a>. Annoncé à l’origine pour l’année prochaine, il est peu probable que les délais soient tenus étant donné les <a href="https://www.clubic.com/spacex/actualite-419889-pourquoi-un-an-s-est-ecoule-sans-decollage-de-starship.html">récentes déconvenues</a> que rencontre SpaceX dans le développement de son nouveau lanceur Starship.</p>
<h2>Un nouvel élan international</h2>
<p>S’installer dans la durée, tel est aussi l’enjeu pour les deux seules autres puissances spatiales à avoir réussi un alunissage : la Russie et la Chine. Si la Russie est un acteur historique de la course à la Lune, comme les États-Unis, la Chine a fait un rattrapage remarqué en posant pour la première fois un <a href="https://www.lemonde.fr/sciences/article/2019/01/03/la-chine-reussit-le-premier-alunissage-sur-la-face-cachee-de-la-lune_5404547_1650684.html">atterrisseur sur la face cachée de la Lune en 2019</a>, et en réalisant avec succès un <a href="https://www.lesechos.fr/industrie-services/air-defense/espace-la-chine-a-recupere-avec-succes-des-echantillons-lunaires-1274864">retour de roches lunaires sur Terre en 2020</a>.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/retour-des-humains-sur-la-lune-artemis-figure-de-proue-dune-competition-globale-150153">Retour des humains sur la Lune: Artemis, figure de proue d’une compétition globale</a>
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<p>La Chine et la Russie ont annoncé en 2021 vouloir s’associer pour construire une station orbitale, l’<em>International Lunar Research Station</em> (ILRS), prévue pour le début des années 2030. D’ici là, plusieurs missions robotiques sont prévues, notamment Chang’e 6 côté chinois et Luna 25 côté russe. Le nom de cette dernière mission, <a href="https://tass.com/science/1458083">prévue pour cet automne</a>, s’inscrit dans la continuité du programme soviétique Luna, dont Luna 24 était depuis 1976 la dernière représentante. <a href="https://www.nature.com/articles/d41586-022-01252-7">D’autres pays, l’Inde, la Corée du Sud, les Émirats arabes unis et le Japon</a>, prévoient également des missions à destination de la Lune dans les prochains mois.</p>
<p>À plus long terme, l’idée derrière le programme Artemis est de <a href="https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/moon-investments-prepare-us-for-mars.pdf">réutiliser les développements réalisés pour un premier voyage vers la planète Mars</a> à l’horizon 2040. Il faut pourtant rappeler que les défis que pose un voyage habité vers Mars sont sans commune mesure avec ceux du programme Artemis qui, malgré un <a href="https://oig.nasa.gov/docs/IG-22-003.pdf">coût pour la NASA approchant les 100 milliards de dollars</a>, est encore loin de permettre une installation pérenne sur la Lune. Faire de notre satellite une destination en soi, voilà donc le défi que les acteurs du spatial devront relever bien avant d’espérer atteindre la planète rouge.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/185066/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Dimitri Chuard ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>
Le nouveau programme lunaire Artemis vise à installer des humains sur la Lune. Comment vont se dérouler les premières étapes ?
Dimitri Chuard, Astrophysicien, chargé de recherches prospectives, Mines Paris
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/183675
2022-06-12T18:42:13Z
2022-06-12T18:42:13Z
Séisme au Maroc : les satellites peuvent aider les secours à réagir au plus vite
<p>Un séisme de magnitude 6,8 a frappé le Maroc à 11km d’Adassil le vendredi 8 Septembre 2023 à 23h11 heure locale. On déplore plus de 2 000 décès et autant de blessés avec un bilan qui pourrait encore s'alourdir. </p>
<p>Depuis l’espace, on peut obtenir des informations cruciales pour guider les secours et l’aide humanitaire qui convoie eau et vivres, mais qui sont inaccessibles depuis le sol, en particulier en cas de catastrophes. Il s’agit de cartographier l’état des routes, des ponts, des bâtiments, et aussi – et c’est crucial ici – de repérer les populations qui tentent d’échapper aux effets de potentielles répliques en se regroupant dans des stades ou d’autres espaces ouverts.</p>
<p>Afin de tourner rapidement les yeux des satellites vers les régions concernées, les Nations Unies (UNITAR) ont demandé l’activation de la <a href="https://disasterscharter.org/fr/web/guest/home">charte internationale « Espace et Catastrophes majeures »</a> le samedi matin à 7h04 heure locale pour le compte de l’organisation humanitaire internationale FICR (Fédération internationale des Sociétés de la Croix-Rouge et du Croissant-Rouge).</p>
<p>Dans la foulée, les satellites optiques et radar les plus appropriés de huit agences spatiales ont été programmés. Pour la France, il s’agit des satellites optiques <a href="https://pleiades.cnes.fr/fr">Pléiades</a> et <a href="https://earth.esa.int/eogateway/missions/pleiades-neo">Pléiades Neo</a> (de haute et très haute résolution), qui fourniront de premières images dès demain matin, lors de leur passage au-dessus de la zone, le temps de charger le plan de vol. Des satellites radar viendront compléter les informations des satellites optiques, car ils fonctionnent aussi la nuit et à travers les nuages, et peuvent imager les glissements de terrain et les <a href="https://theconversation.com/seisme-en-mer-egee-que-savent-les-scientifiques-apres-quelques-jours-de-travail-149246">changements d’altitude, même très faibles</a>.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/alertes-aux-seismes-et-tsunamis-comment-gagner-de-precieuses-secondes-139913">Alertes aux séismes et tsunamis : comment gagner de précieuses secondes</a>
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<p>Chaque année, des millions de personnes partout dans le monde sont touchées par des catastrophes, qu’elles soient d’origine naturelle (cyclone, tornade, typhon, tremblement de terre, glissement de terrain, éruption volcanique, tsunami, inondation, feu de forêt, etc.) ou humaine (pollution par hydrocarbures, explosion industrielle). L’intensité et la fréquence de ces évènements s’intensifient malheureusement avec le changement climatique, créant chaque jour un peu plus de sinistrés ou d’habitats précaires.</p>
<h2>Anatomie d’une catastrophe</h2>
<p>Dans le cadre de la charte internationale « Espace et catastrophes majeures », on définit une catastrophe comme un événement de grande ampleur, soudain, unique et incontrôlé, entraînant la perte de vies humaines ou des dommages aux biens et à l’environnement et nécessitant une action urgente d’acquisition et de fourniture de données.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/466030/original/file-20220530-20-a1wa4d.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/466030/original/file-20220530-20-a1wa4d.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/466030/original/file-20220530-20-a1wa4d.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/466030/original/file-20220530-20-a1wa4d.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/466030/original/file-20220530-20-a1wa4d.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/466030/original/file-20220530-20-a1wa4d.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/466030/original/file-20220530-20-a1wa4d.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Glissement de terrain à Munnar, en Inde. L’accès aux zones touchées est souvent difficile.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.flickr.com/photos/rakesh/1933161414/">Rakesh Pai/Flickr</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/">CC BY-NC-ND</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Cette charte a été créée par le Centre National d’Études Spatiales et l’Agence spatiale européenne en 1999, rejoints rapidement par l’Agence spatiale canadienne. Aujourd’hui, <a href="https://disasterscharter.org/fr/web/guest/home">17 agences spatiales membres</a> s’unissent pour offrir gratuitement des images satellites le plus rapidement possible sur la zone sinistrée. Depuis 2000, la charte a été activée 837 fois dans plus de 134 pays. Elle est depuis complétée par des initiatives similaires (<a href="https://emergency.copernicus.eu/">Copernicus Emergency</a> ou <a href="https://sentinel-asia.org/">Sentinel Asia</a>).</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/seisme-en-mer-egee-que-savent-les-scientifiques-apres-quelques-jours-de-travail-149246">Séisme en mer Égée : que savent les scientifiques après quelques jours de travail ?</a>
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<p>Près des trois-quarts des activations de la charte sont dues à des phénomènes hydrométéorologiques : tempêtes, ouragans et surtout inondations qui représentent à elles seules la moitié des activations. Dans ces situations de crise imprévues, quand les sols sont endommagés ou inondés et les routes impraticables, les moyens terrestres ne permettent pas toujours d’analyser l’étendue du désastre et d’organiser au mieux les secours et l’aide humanitaire. En capturant la situation vue de l’espace, avec des satellites très haute résolution, le spatial apporte rapidement des informations cruciales.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/466035/original/file-20220530-20-mecx69.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/466035/original/file-20220530-20-mecx69.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=289&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/466035/original/file-20220530-20-mecx69.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=289&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/466035/original/file-20220530-20-mecx69.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=289&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/466035/original/file-20220530-20-mecx69.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=363&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/466035/original/file-20220530-20-mecx69.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=363&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/466035/original/file-20220530-20-mecx69.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=363&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">L’ouragan Harvey a provoqué des inondations au Texas en 2018, déplaçant 30000 personnes, et nécessitant le sauvetage de 17000 personnes.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.flickr.com/photos/sentinelhub/46200452394/in/album-72157704784948961/">Sentinel Hub/Flickr</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Dans certains cas, la charte ne peut pas être activée. Soit parce que l’objet est hors cadre de la charte (guerres et conflits armés), soit parce que l’imagerie spatiale n’est parfois pas d’un grand intérêt (canicules, épidémies), soit car les phénomènes ont une évolution lente (sècheresses) qui est incompatible avec la notion d’urgence au cœur de la mission de la charte.</p>
<h2>Les données satellites en réponse aux crises dans le monde</h2>
<p>Dès la survenue d’une catastrophe, les satellites sont programmés pour acquérir dans un délai très court des images au-dessus des zones impactées. Plus d’une soixantaine de satellites, optiques ou radars, sont mobilisables à toute heure.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/sismo-citoyens-et-chercheurs-du-monde-entier-sallient-pour-comprendre-le-recent-seisme-dha-ti-166787">« Sismo-citoyens » et chercheurs du monde entier s’allient pour comprendre le récent séisme d’Haïti</a>
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<p>Selon le type de catastrophes, on mobilisera différents satellites, en se basant sur des scénarii de crise préétablis – parmi eux : <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/TanDEM-X">TerraSAR-X/Tandem-X</a>, <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/QuickBird">QuickBird-2</a>, <a href="https://www.asc-csa.gc.ca/fra/satellites/radarsat/default.asp">Radarsat</a>, <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Programme_Landsat">Landsat-7/8</a>, <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/SPOT_(satellite)">SPOT</a>, <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Pl%C3%A9iades_(satellite)">Pléiades</a>, <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Sentinel-2">Sentinel-2</a> notamment.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/466033/original/file-20220530-16-b4snga.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/466033/original/file-20220530-16-b4snga.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=289&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/466033/original/file-20220530-16-b4snga.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=289&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/466033/original/file-20220530-16-b4snga.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=289&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/466033/original/file-20220530-16-b4snga.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=363&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/466033/original/file-20220530-16-b4snga.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=363&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/466033/original/file-20220530-16-b4snga.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=363&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Feux de forêt en Russie dans la région d’Irkutsk en 2017, causés par des éclairs.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.flickr.com/photos/sentinelhub/46200453044/in/photostream/">Sentinel Hub/Flickr</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Les images optiques sont semblables à des photos vues de l’espace, mais les <a href="https://theconversation.com/sismo-citoyens-et-chercheurs-du-monde-entier-sallient-pour-comprendre-le-recent-seisme-dha-ti-166787">images radar</a> par exemple sont plus difficilement interprétables par les non-initiés. Ainsi, suite à la catastrophe, les informations satellites sont retravaillées pour les rendre intelligibles et y apporter de la valeur ajoutée. Elles sont par exemple transformées en cartes d’impacts ou de changements pour les secouristes, en cartes de vigilance inondations pour les populations, en cartographie des zones brûlées ou inondées avec estimation des dégâts pour les décideurs.</p>
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<p>Le travail collaboratif entre les utilisateurs de terrain et les opérateurs satellitaires est primordial. Des progrès ont été faits grâce aux innovations des technologies d’observation de la Terre (notamment la performance des résolutions optiques – passant de 50 à 20 mètres puis à 30 centimètres actuellement) et des logiciels de traitement des données 3D, mais également grâce au développement d’outils numériques pouvant coupler données satellites et in situ. De plus, les besoins de terrain ont contribué à l’évolution des processus d’intervention de la charte en termes de délai de livraison et de qualité des produits délivrés.</p>
<h2>La reconstruction après les catastrophes</h2>
<p>La gestion de l’urgence est bien sûr primordiale mais il est important pour tous les pays affectés d’envisager une reconstruction et l’avenir. En effet, dans le <a href="https://centredecrise.be/fr/que-font-les-autorites/le-cycle-du-risque">« cycle du risque »</a>, après le sinistre et l’urgence humanitaire, le retour à la normale va ouvrir le temps de la reconstruction, de la résilience, de la prévention et de l’alerte. On ne peut prévoir les catastrophes mais on peut mieux s’y préparer, surtout dans les pays où le malheur est récurrent, avec par exemple la construction antisismique, le déplacement des zones d’habitation en lieu sûr, la sensibilisation aux gestes de survie, la création de lieux de rassemblements sécurisés, entre autres.</p>
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<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/466034/original/file-20220530-14-np1.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/466034/original/file-20220530-14-np1.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/466034/original/file-20220530-14-np1.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/466034/original/file-20220530-14-np1.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/466034/original/file-20220530-14-np1.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/466034/original/file-20220530-14-np1.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/466034/original/file-20220530-14-np1.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Inondations à Gan dans le Béarn en 2018.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.flickr.com/photos/pezon64/42709789225/">Bernard Pez/Flickr</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/">CC BY-NC-ND</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Plusieurs initiatives, appelées <a href="https://www.recovery-observatory.org/drupal/en/node/811">« Observatoires de la Reconstruction »</a>, ont été menées après des catastrophes d’envergure, par exemple à Haïti en 2021, ou suite à l’explosion de Beyrouth en 2019. Le but : planifier des acquisitions d’images satellites coordonnées pour permettre une évaluation détaillée et dynamique des dommages aux zones les plus touchées (bâti, routes, agriculture, forêts, etc.), suivre la planification des reconstructions, réduire les risques et enfin réaliser un suivi des changements à l’horizon de 3-4 ans.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/183675/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Emilie Bronner ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>
Utiliser l'imagerie spatiale permet de guider les secours vers les zones critiques lors d'une catastrophe naturelle.
Emilie Bronner, Représentante CNES au Secrétariat Exécutif de la Charte Internationale Espace et Catastrophes Majeures, Centre national d’études spatiales (CNES)
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/181491
2022-05-29T15:34:51Z
2022-05-29T15:34:51Z
Que devient le télescope James Webb à 1,5 million de kilomètres de la Terre ?
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/465464/original/file-20220526-12-4sk5ok.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C261%2C2458%2C1556&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Vue d'artiste du JWST dans l'espace</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.nasa.gov/directorates/heo/scan/services/missions/universe/JWST.html">NASA</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span></figcaption></figure><p>Le télescope Webb s’est envolé le 25 décembre 2021 vers son poste d’observation, à 1,5 million de kilomètres de la Terre. Un vrai conte de Noël puisque depuis son lancement, les opérations pour le faire rejoindre son point d’observation et le déployer se déroulent à merveille. Une première image a été dévoilée. Un petit point d’étape s’impose donc.</p>
<p>Le télescope Webb, issu d’un partenariat international entre la NASA, l’ESA et l’Agence spatiale canadienne (ASC), est souvent présenté comme le successeur du télescope Hubble de la NASA.</p>
<p>Il en est en fait le complément scientifique. Malgré ses 30 ans d’âge, Hubble observe toujours l’univers dans les longueurs d’onde visibles, ultraviolet et proche infrarouge. Mais malgré ses avancées historiques, il a atteint ses limites. Les nuages de poussière et de gaz, présents dans le milieu interstellaire par exemple dans les nébuleuses planétaires (là où naissent les étoiles), lui sont opaques. Webb, lui, verra « à travers » ces nuages, car il observe en infrarouge, proche et moyen. Il verra également « mieux », et donc plus loin, grâce à son miroir de 6,5 mètres, contre 2,5 mètres pour Hubble.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/465474/original/file-20220526-19-fmf3pr.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/465474/original/file-20220526-19-fmf3pr.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=318&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/465474/original/file-20220526-19-fmf3pr.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=318&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/465474/original/file-20220526-19-fmf3pr.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=318&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/465474/original/file-20220526-19-fmf3pr.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=399&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/465474/original/file-20220526-19-fmf3pr.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=399&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/465474/original/file-20220526-19-fmf3pr.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=399&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Premières images obtenues avec les instruments NIRSPEC, NIRCAM, NIRISS, MIRI et le <em>fine guidance sensor</em>. On y voit des champs d’étoiles obtenus en proche et moyen infrarouge dans les bandes respectives de chaque instrument. La définition et la sensibilités du télescope Webb permettent d’identifier des milliers d’objets.</span>
<span class="attribution"><span class="source">NASA/ESA</span>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>La France a largement participé à la réalisation de ce projet titanesque. D’une part via son positionnement majeur au sein de l’ESA, qui a fourni le lanceur Ariane 5 et est impliquée dans la fourniture de deux des quatre instruments scientifiques du Webb : le spectro-imageur MIRI dans le moyen infrarouge et le spectrographe NIRSpec dans le proche infrarouge.</p>
<p>Mais aussi via le CNES, qui a directement contribué, avec ses partenaires nationaux du CEA et du CNRS à la conception et à la réalisation de l’imageur de l’instrument MIRI. De ce fait les scientifiques français bénéficient de temps d’observation privilégiés, réservés à ceux qui ont financé, conçu et fabriqué des instruments. Ces programmes permettront à nos chercheurs d’être en première ligne pour la publication des premiers résultats.</p>
<h2>Déplier un origami dans l’espace</h2>
<p>Mais déployer une telle cathédrale de technologie dans l’espace n’est pas simple. Webb était ainsi replié tel un origami dans la coiffe d’Ariane, spécialement modifiée pour l’occasion.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/465473/original/file-20220526-13-r2cupw.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/465473/original/file-20220526-13-r2cupw.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=750&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/465473/original/file-20220526-13-r2cupw.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=750&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/465473/original/file-20220526-13-r2cupw.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=750&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/465473/original/file-20220526-13-r2cupw.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=943&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/465473/original/file-20220526-13-r2cupw.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=943&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/465473/original/file-20220526-13-r2cupw.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=943&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Le JWST plié pour le lancement.</span>
<span class="attribution"><span class="source">NASA/ESA</span>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Et comme les contes de Noël se passent toujours bien, le lancement a été parfait : la précision d’injection a même permis de préserver 20 ans de réserve de carburant au lieu des 10 ans prévus ! En effet, lorsque le télescope approche de son poste d’observation final, il doit être manoeuvré avec précision. Cela consomme pas mal d’ergols. Mais la trajectoire que lui avait donnée Ariane 5 était si précise que très peu ont été utilisés. Il en reste d’autant plus pour la mission !</p>
<p>Pour pouvoir observer dans l’infrarouge, Ariane a propulsé Webb à 1,5 million de kilomètres de la Terre, contrairement à Hubble qui, lui, tourne autour à 570 km d’altitude. Sa destination est appelée <a href="https://cnes.fr/fr/media/point-l-space-be">Point de Lagrange L2</a>. Il l’a atteinte le 24 janvier 2022. Il tourne donc désormais autour du Soleil à la même vitesse que la Terre et la Lune, mais il leur tourne le dos et se protège de leurs rayonnements grâce à un immense bouclier qui s’est déployé 10 jours après le tir.</p>
<p>Cinq couches de Mylar (un polyester très résistant qui peut subir des températures extrêmes) de la dimension d’un court de tennis. Grâce à elles, il règne désormais, côté Soleil, entre 14 et 51 °C, alors que côté télescope, protégé par le bouclier, il règne de -235 à -241 °C.</p>
<h2>Un froid proche du zéro absolu</h2>
<p>Mais si ces températures très basses sont adaptées au fonctionnement des trois instruments qui doivent travailler dans l’infrarouge proche, elles ne sont pas assez froides pour notre instrument MIRI, qui lui regarde dans l’infrarouge moyen. En effet l’infrarouge moyen permet de mieux sonder, par exemple, le voisinage proche des étoiles pour détecter la présence de planètes. Comme les détecteurs qui travaillent à ces longueurs d’onde requièrent une température encore plus froide, la NASA a donc ajouté une « machine à froid » (« cryo-cooler »), qui a été mise en route 87 jours après le tir. Une prouesse et une première technologique saluées par la NASA qui a annoncé avoir atteint la température extrêmement froide de 7 degrés Kelvin, soit environ -267 °C, le 6 avril. MIRI a atteint sa température opérationnelle.</p>
<p>Avant cela, la NASA avait également procédé au déploiement du miroir de 6,5 mètres, et procédé à l’alignement fin des 10 segments du miroir, afin que chacun observe bien dans la continuité de ses six voisins. L’alignement final pour corriger toutes les petites erreurs de positionnement résiduelles a été achevé début mai. La première image prise avec l’imageur de l’instrument MIRI a été rendue publique par la NASA fin avril.</p>
<p>La prochaine étape est désormais de vérifier que toutes les fonctionnalités de tous les instruments scientifiques sont opérationnelles. Les premières images en pleine résolution seront publiées cet été.</p>
<p>Webb, pleinement opérationnel, aidera à résoudre les mystères de notre système solaire, à regarder au-delà des mondes lointains autour d’autres étoiles et à sonder les structures et les origines mystérieuses de notre univers et notre place dans celui-ci.</p>
<p>Mais Webb est bien plus que cela. Webb symbolise à lui seul tout l’intérêt que l’Astrophysique recèle pour l’humanité. Certes la science et la connaissance sont les premiers bénéficiaires des découvertes que l’analyse des images de Webb va rendre possible pour tous les scientifiques de la planète. Mais la maîtrise technologique de tout le tissu industriel sollicité pour relever les défis sans équivalent que Webb a exigé en a bénéficié largement.</p>
<p>Et ce n’est pas tout : l’Astrophysique, qui a toujours fasciné les humains depuis des siècles, trouve avec Webb un outil philosophique de premier plan. En observant l’univers le plus lointain, donc le plus ancien, il nous renseignera sur la vie des premières étoiles et la structuration des premières galaxies. En observant les exoplanètes qui gravitent autour d’autres étoiles, il pourra détecter la présence d’une atmosphère et en analyser la composition. En observant également notre système solaire externe, les lunes glacées de nos géantes Neptune ou Uranus, il nous apprendra sur sa formation et donc sur notre Terre.</p>
<p>Ainsi Webb nous interpelle sur nos origines et notre place dans l’univers. D’où venons-nous ? Comment notre galaxie, notre Soleil, notre Terre sont-ils apparus ? La vie est-elle apparue ailleurs ? Sommes-nous seuls ? D’autres civilisations ont-elles suivi un chemin similaire au nôtre ? Webb pourra-t-il nous aider à poursuivre la réflexion autour de l’<a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89quation_de_Drake">équation de Drake</a> qui tente de quantifier le nombre de civilisations intelligentes et technologiquement avancées dans l’Univers, ou à expliquer le <a href="https://lejournal.cnrs.fr/billets/le-paradoxe-de-fermi-et-les-extraterrestres-invisibles">paradoxe de Fermi</a> qui s’étonne qu’aucune d’entre elle (si elles existent) ne se soit jamais manifestée à nous ?</p>
<p>Se demander d’où on vient oblige à se demander où on va. Les discussions que susciteront les observations et résultats de Webb n’interpelleront pas que les chercheurs et les scientifiques. Toutes les sociétés, depuis ses dirigeants jusqu’au très grand public, seront renvoyées ainsi à la fragilité et la complexité de notre monde. C’est extrêmement salutaire pour les esprits en ces temps de guerre, de pandémie, de détérioration critique de l’environnement et du vivant par ceux-là mêmes, les êtres humains, qui y habitent.</p>
<p><a href="https://www.odilejacob.fr/catalogue/sciences/astronomie-astrophysique-cosmologie/plus-belle-ruse-de-la-lumiere_9782415000721.php">L’astrophysicien David Elbaz</a> relève la puissance philosophique de telles images accessibles pour tout un chacun, mais aussi artistique par les émotions qu’elles suscitent, à l’instar des peintures de paysages grandioses à la fin du XIX<sup>e</sup> siècle « Confrontée à de telles images, la raison de l’observateur est poussée à s’élever […] elles conduisent la raison à se dépasser ».</p>
<p>Quant aux connaissances scientifiques et la connaissance qui s’en enrichit <a href="https://www.dunod.com/sciences-techniques/voyage-sur-flots-galaxies-laniakea-et-au-dela-0">l’astrophysicienne Hélène Courtois</a> souligne « La connaissance scientifique fait partie intégrante de la culture. Par leur travail, les chercheurs contribuent à l’éducation, faisant front contre la violence et l’obscurantisme ».</p>
<p>Vivement, donc, les premières images de Webb, en ces temps qui appellent à un supplément de lumière, même infrarouge !</p>
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<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/328409/original/file-20200416-192725-wmbl1n.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/328409/original/file-20200416-192725-wmbl1n.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=484&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/328409/original/file-20200416-192725-wmbl1n.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=484&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/328409/original/file-20200416-192725-wmbl1n.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=484&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/328409/original/file-20200416-192725-wmbl1n.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=609&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/328409/original/file-20200416-192725-wmbl1n.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=609&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/328409/original/file-20200416-192725-wmbl1n.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=609&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<p><em>Cet article fait partie de la série « Les belles histoires de la science ouverte », publiée avec le soutien du ministère de l’Enseignement supérieur, de la Recherche et de l’Innovation. Pour en savoir plus, veuillez consulter la page <a href="https://www.ouvrirlascience.fr/">Ouvrirlascience.fr</a>.</em></p><img src="https://counter.theconversation.com/content/181491/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Philippe Laudet ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>
Au-delà de la prouesse technique d’envoyer un télescope dans l’espace, le JWST permettra de grandes avancées dans notre compréhension de l’univers.
Philippe Laudet, Responsable des programmes Astronomie et Astrophysique, Centre national d’études spatiales (CNES)
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/175167
2022-01-18T18:26:43Z
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Camille : « C’est quoi un blob ? »
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/441323/original/file-20220118-15-7bzz3s.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C0%2C3840%2C2155&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Un blob Physarum polycephalum. </span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Blob_(Physarum_polycephalum).jpg">Le Bernemi/Wikimedia</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span></figcaption></figure><p>En 2021, 4 500 classes de primaire, collège et lycée de France ont participé à une expérience menée par le spationaute Thomas Pesquet de l’Agence spatiale européenne. L’expérience s’est déroulée à bord de la Station spatiale internationale, qui tourne en orbite à environ 400 km d’altitude à la vitesse de 28 000 km/h. Il s’agissait d’étudier une étrange créature, tantôt en conditions de micropesanteur (pesanteur très faible de la station) dans le cadre d’une expérience intitulée « Blob-ISS », tantôt soumis à la gravité terrestre dans une expérience menée par les élèves et appelée <a href="https://missionalpha.cnes.fr/fr/elevetonblob-resultats-iss">#ElèveTonBlob</a>. Le nom vient d’un film américain d’horreur et de science-fiction de 1958 intitulé <em>The Blob</em> dans lequel un être extra-terrestre géant et gluant sème la terreur dans une ville de Pennsylvanie. Mais revenons sur Terre aujourd’hui.</p>
<p>Sais-tu qu’en te promenant dans une forêt de feuillus, voire dans un jardin, tu peux tomber nez à nez avec le blob ? C’est un organisme vivant d’aspect gélatineux ou compact. Dans les deux cas, il s’agit d’une seule et même cellule généralement grosse comme la main, mais qui peut devenir gigantesque. Il en existe beaucoup d’espèces. Celle qui nous intéresse ici et qui a été envoyée dans la station spatiale s’appelle <em>Physarum polycephalum</em>. Ce nom lui a été donné il y a longtemps, en 1822, par un mycologue, autrement dit un spécialiste des champignons. On la trouve sur les troncs d’arbres en décomposition, sous l’écorce ou les feuilles mortes de la litière. Tu la reconnaîtras à la couleur jaune du spécimen gélatineux, avec des veines à l’intérieur, ou brune du spécimen compact.</p>
<p>Le blob ressemble à un champignon mais ce n’est pas un champignon. Dans l’arbre du vivant, c’est un cousin des amibes, c’est-à-dire un organisme composé d’une seule cellule microscopique.</p>
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<figcaption><span class="caption">Les infos clés sur le blob, un génie sans cerveau (Arte).</span></figcaption>
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<p>Le blob passe par différentes formes au cours de son cycle biologique. Tout d’abord, il prend l’aspect gélatineux lorsqu’il se nourrit. Cette forme est appelée plasmode car la cellule contient des milliers de noyaux nécessaires à son fonctionnement. Sa couleur est jaune en raison de la présence de pigments. Dans la nature, il se nourrit, entre autres, de bactéries ou de champignons. Ses uniques prédateurs seraient les limaces et certains scarabées.</p>
<p>Pour être actif, il faut qu’il fasse bon ou chaud, jusqu’à environ 30 °C, et que le temps soit humide. La fourchette optimale serait entre 18 et 24 °C. S’il fait trop chaud ou trop froid, il entre en dormance en formant une masse compacte, le sclérote, qui restera ainsi pendant de longues périodes jusqu’à ce qu’il se remette à pleuvoir et que la température redevienne supportable.</p>
<p>Lorsque la nourriture est épuisée, le plasmode arrête de se nourrir et commence à se reproduire. À ce moment-là, chaque noyau à l’intérieur se divise en deux parties.</p>
<p>Les noyaux forment alors des spores contenues dans des sacs appelés sporanges, à l’extrémité d’un pied ressemblant à de la moisissure. Puis les sporanges s’ouvrent libérant énormément de spores qui se dispersent, emportées par le vent, et tombent sur le sol ou sur les arbres morts. Les spores s’ouvrent à leur tour en libérant des cellules microscopiques ressemblant à des amibes.</p>
<p>Si l’une d’entre elles en rencontre une autre de la même espèce, mais suffisamment différente, les deux fusionnent pour donner une cellule unique. C’est la reproduction sexuée. À l’intérieur, les noyaux fusionnent également et le noyau qui en résulte se met alors à se diviser d’innombrables fois en donnant au final des milliers de noyaux identiques. Dans le même temps, la cellule grandit jusqu’à former un plasmode qui deviendra alors visible, quelques fois géant.</p>
<p>Au laboratoire, le plasmode est cultivé en boîte de Petri sur des flocons d’avoine. Beaucoup d’expériences ont déjà été menées à travers le monde et notamment à l’université Paul Sabatier de Toulouse par l’équipe d’Audrey Dussutour du CNRS. L’une d’elles effectuée dans un labyrinthe a montré que le plasmode mémorise l’endroit où il se déplace et où se trouve la meilleure nourriture.</p>
<p>Quels sont les effets de la micropesanteur sur les déplacements du plasmode ? Pour y répondre, Thomas Pesquet a reçu quatre sclérotes dans une boîte hermétique et opaque au cours de l’été 2021 et les a réhydratés le 2 septembre, jour de la rentrée des classes, sans jamais ouvrir le couvercle. Pendant sept jours, une caméra placée à l’intérieur a pris une photo toutes les 10 minutes, au cours de deux protocoles, l’un appelé « exploration » où deux blobs étaient maintenus sans nourriture et le deuxième « exploitation » où deux autres blobs avaient la possibilité de consommer plusieurs sources de nourriture. Sur Terre, les classes sélectionnées par le CNES et l’Académie de Toulouse devaient mener les mêmes protocoles après avoir reçu un kit fin août et commencé la réhydratation le 11 octobre. Malgré des problèmes de fichiers vidéos inexploitables survenus à bord de la station, les films, les graphiques et les commentaires sur l’activation des plasmodes et leurs déplacements en conditions de micropesanteur et sur Terre sont partagés sur <a href="https://missionalpha.cnes.fr/fr/elevetonblob-resultats-iss">ce site</a>.</p>
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<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/251779/original/file-20181220-103676-bvxzth.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/251779/original/file-20181220-103676-bvxzth.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=600&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/251779/original/file-20181220-103676-bvxzth.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=600&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/251779/original/file-20181220-103676-bvxzth.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=600&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/251779/original/file-20181220-103676-bvxzth.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=754&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/251779/original/file-20181220-103676-bvxzth.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=754&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/251779/original/file-20181220-103676-bvxzth.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=754&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.dianerottner.com/">Diane Rottner</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/">CC BY-NC-ND</a></span>
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<p><em>Si toi aussi tu as une question, demande à tes parents d’envoyer un mail à : <a href="mailto:tcjunior@theconversation.fr">tcjunior@theconversation.fr</a>. Nous trouverons un·e scientifique pour te répondre</em>.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/175167/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Laurent Palka ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>
Quelle est cette étrange créature ? Pas un animal, ni une plante, pas non plus un champignon. Le blob fascine par ses prouesses.
Laurent Palka, Maître de conférences, Muséum national d’histoire naturelle (MNHN)
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tag:theconversation.com,2011:article/174347
2022-01-10T19:55:34Z
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La carte la plus précise de la Voie Lactée s'enrichit encore
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/440097/original/file-20220110-19-6i1dq4.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C0%2C4233%2C2367&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">L'astrométrie permet de dresser des cartes du ciel.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://unsplash.com/photos/Jztmx9yqjBw">Ryan Hutton/Unsplash</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span></figcaption></figure><p>L’Agence spatiale européenne (ESA) vient de sortir la dernière version de la carte la plus précise de la Voie Lactée. </p>
<p>Outre la position des étoiles, leur mouvement, leur brillance et leur couleur, elle contient de plus en plus de détails sur leurs propriétés physiques comme leur température de surface, leur composition chimique, leur âge notamment, qui permettent d'aborder des grandes questions scientifiques. </p>
<p>Ces informations permettent de comprendre l'histoire de notre galaxie, et en particulier l'impact des mécanismes d’accrétion (ou de «fusion») de galaxies naines sur la formation et l'évolution de la Voie Lactée. Ce nouveau catalogue offre également le plus grand catalogue d’<a href="https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/voie-lactee-etoiles-binaires-sont-partout-autour-nous-85926/">étoiles binaires</a>, donne les propriétés de millions d'étoiles variables, des informations sur la <a href="https://theconversation.com/explorer-lecosysteme-interstellaire-116016">matière interstellaire</a>, mais aussi les caractéristiques d’<a href="https://theconversation.com/retour-de-la-sonde-hayabusa-2-sur-terre-de-la-poussiere-dastero-de-plein-les-yeux-145144">astéroïdes dans le système solaire</a> et celles de galaxies et quasars dans l'Univers très lointain. </p>
<p>Il offre ainsi une moisson de données utiles à tous les champs disciplinaires de l'astrophysique.</p>
<p>Le satellite astrométrique Gaia de l’Agence spatiale européenne a été lancé le 19 décembre 2013. Il opère depuis un balayage systématique du ciel dans le but de le cartographier, pour une durée initialement prévue de 5 ans. Les conditions technologiques permettant le fonctionnement de la mission étant toujours opérationnelles, elle sera poursuivie jusqu’en 2025.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/recenser-toutes-les-etoiles-dans-le-voisinage-du-soleil-162947">Recenser toutes les étoiles dans le voisinage du Soleil</a>
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<p>L’astrométrie est la branche la plus ancienne de l’astronomie, qui vise à mesurer les positions et les mouvements des astres. Sur la voûte céleste, on ne mesure évidemment pas les distances à l’aide d’un mètre, tout se traduit par une mesure d’angle, entre deux astres, ou entre un astre et une position de référence définie sur le ciel. La force de Gaia est sa capacité à mesurer des angles minuscules. Doté de deux télescopes dont la position relative est très stable, ainsi que d’un détecteur à 1 million de pixels, et situé en dehors de l’atmosphère terrestre qui brouille l’observation, le satellite Gaia peut ainsi résoudre des détails angulaires aussi petits que trois milliardièmes de degrés (la taille d’une pièce d’un euro vue depuis la Lune). Cette précision inégalée permet à Gaia de mesurer la position des étoiles et leur déplacement sur la voûte céleste, et d’estimer leur distance par la <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Parallaxe#Mesure_de_distance_des_astres_par_la_parallaxe_annuelle">méthode de la parallaxe</a>, pour presque deux milliards d’étoiles dans la Voie lactée.</p>
<p>Le déplacement de la Terre autour du Soleil en une année induit un mouvement apparent des étoiles, appelé effet de parallaxe. Ce déplacement apparent est inversement proportionnel à la distance de l’étoile : plus elle est proche, plus son déplacement semble grand, de la même façon que l’arbre à proximité de la voie ferrée semble plus se déplacer que la montagne éloignée pour le voyageur en train. L’étoile la plus proche, Proxima du Centaure, a un déplacement apparent qui couvre un angle très petit : prenons le degré, la petite graduation d’un rapporteur, et divisons-la par 5140, et nous aurons une idée de son déplacement apparent au cours de l’année.</p>
<h2>Une extraordinaire moisson de données</h2>
<p>Les données du satellite sont traitées au sol par le Data Processing and Analysis Consortium (DPAC), dans lequel de nombreuses équipes françaises sont impliquées à tous les niveaux de la chaîne de traitement des données. Il en ressort des <a href="http://cdsweb.u-strasbg.fr/gaia">catalogues successifs</a>, appelés DR pour « data release », qui sont publiés au cours de la mission : DR1 en septembre 2016, DR2 en avril 2018, puis DR3 en juin 2022.</p>
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<figcaption><span class="caption">Découvrez les cartes du ciel présentées par Céline Reylé à l’observatoire de Besançon, Des observatoires astronomiques (Lieux de Science épisode 1, Grand Labo).</span></figcaption>
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<p>Les trois premiers catalogues ont déjà impacté fortement tous les champs de la discipline astrophysique, avec près de 5 000 résultats publiés dans des revues scientifiques spécialisées (découvertes de nouveaux astres par milliers tels que des naines blanches, des naines brunes, des astéroïdes…). Chaque nouveau catalogue offre la promesse de nouvelles découvertes. Il apporte une précision, une exactitude et une homogénéité qui constituent des avancées majeures dans la connaissance de la Voie lactée, et au-delà.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/on-peut-enfin-voir-le-trou-noir-au-centre-de-notre-galaxie-et-cest-un-exploit-182982">On peut enfin voir le trou noir au centre de notre galaxie et c’est un exploit</a>
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<h2>Un long chemin entre les observations et les données publiées</h2>
<p>La production de chaque catalogue est un projet à part entière. Il apporte un nouveau niveau de complexité qui demande la conception et la mise en œuvre de méthodes innovantes dans le traitement des données. Les raisons en sont l’augmentation du nombre d’observations à traiter, la production de nouveaux paramètres astrophysiques à chaque version, ainsi que l’amélioration de la précision des mesures qui nécessite de considérer des effets de plus en plus fins.</p>
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<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/440094/original/file-20220110-21-1qas2zi.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/440094/original/file-20220110-21-1qas2zi.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=162&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/440094/original/file-20220110-21-1qas2zi.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=162&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/440094/original/file-20220110-21-1qas2zi.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=162&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/440094/original/file-20220110-21-1qas2zi.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=203&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/440094/original/file-20220110-21-1qas2zi.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=203&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/440094/original/file-20220110-21-1qas2zi.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=203&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Densité d’étoiles sur la voûte céleste observées par Gaia, à gauche, et prédite par le modèle de la Voie lactée utilisé dans le simulateur de Gaia, basé sur le modèle de la Galaxie de Besançon, à droite. Les régions de plus forte densité, dans le centre de la Voie lactée et le plan galactique, sont représentées en rouge. Celles de plus faible densité sont en bleu.</span>
<span class="attribution"><span class="source">C. Reylé, Gaia DPAC, ESA</span></span>
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<p>Enfin, chaque catalogue exige la validation de données plus nombreuses et plus précises, par exemple en comparant avec d’autres observations ou avec des simulations calculées à partir de modèles. Ainsi, plus de deux années s’écoulent entre le moment où les dernières observations sont acquises et la livraison du catalogue à la communauté scientifique (pour être plus précis, le catalogue est libre d’accès à tous, pas seulement les scientifiques, même si ce sont eux surtout qui vont l’exploiter).</p>
<h2>L’aventure continue</h2>
<p>Le DPAC travaille maintenant à la production de DR3 dont la publication est prévue au printemps 2022. Il sera suivi de deux autres, DR4 fin 2025 et DR5 fin 2030. Un saut supplémentaire sera effectué avec ces derniers catalogues, avec de nouveaux produits ajoutés. DR3 sera ainsi complété par des paramètres physiques tels que la température, le rayon, la masse…) de 300 millions d’étoiles, des courbes de lumière de sept millions d’étoiles variables, des paramètres orbitaux d’étoiles binaires, des classifications morphologiques de deux millions de galaxies et <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Quasar">quasars</a>, un catalogue dédié aux Nuages de Magellan. DR4 quant à lui s’accompagnera du catalogue très attendu de dizaines de milliers d’exoplanètes, principalement des planètes géantes gazeuses.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/174347/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Céline Reylé ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>
Le satellite Gaia permet de dresser des cartes extrêmement précises de notre galaxie, et d'étudier notamment sa formation ou des exoplanètes.
Céline Reylé, Astronome à l'Institut UTINAM, Observatoire des Sciences de l'Univers THETA Franche-Comté Bourgogne., Université de Franche-Comté – UBFC
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/173264
2021-12-12T20:55:17Z
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Bonnes feuilles : « À la conquête du cosmos, 60 ans d’aventures spatiales françaises »
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/436373/original/file-20211208-13-1mi9iru.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=50%2C0%2C5568%2C3700&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">La station spatiale internationale (ISS) est le fruit d'une coopération internationale.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.nasa.gov/image-feature/the-space-station-is-pictured-from-the-spacex-crew-dragon-2">NASA</a></span></figcaption></figure><p><em>Jacques Arnould est expert éthique au CNES et docteur en histoire des sciences. Dans l’ouvrage <a href="https://editions.flammarion.com/a-la-conquete-du-cosmos/9782080263766">À la conquête du cosmos, 60 ans d’aventures spatiales françaises</a> paru aux éditions Flammarion, il retrace l’implication des chercheurs français dans la conquête spatiale. Dans l’extrait qui suit, il s’intéresse plus particulièrement à la coopération internationale qui suivit la Seconde Guerre mondiale.</em></p>
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<p>Nous ne le dirons jamais assez : l’espace est « d’après-guerre ». Non seulement parce que la mise au point d’une « arme de représailles » par les ingénieurs allemands, le célèbre V2, a fait franchir à la technologie des lanceurs un pas décisif ; non seulement parce que les grandes puissances ont cherché à développer des missiles intercontinentaux ; non seulement parce que le contrôle des accords de non-prolifération et de réduction des armements nucléaires a encouragé la mise au point et justifié le recours aux satellites-espions. Mais aussi parce que l’espace a contribué à l’émergence d’un « nouveau monde » que les deux conflits mondiaux du XX<sup>e</sup> siècle n’auraient sans doute pas permis a priori d’imaginer.</p>
<h2>Symphonie</h2>
<p>Symphonie : le nom du programme spatial conclu entre la France et la République fédérale d’Allemagne… est un programme à lui seul ! Signée entre les deux États le 6 juin 1967, la convention prévoit la construction, le lancement et l’utilisation d’un satellite expérimental de télécommunications, ainsi que la construction des stations nécessaires à son contrôle et à son utilisation. L’abandon du programme de lanceur européen Europa contraint les deux pays à se tourner vers les États-Unis ; le gouvernement américain finit par accepter de lancer Symphonie, mais à une condition : que le satellite franco-allemand reste expérimental et ne serve à aucune initiative, aucune opération commerciale. </p>
<p>Les Français et les Allemands font contre mauvaise fortune bon cœur et même plus encore. Ils ne se contentent pas de tirer tous les fruits possibles de ce satellite « bourré » d’innovations technologiques ; ils multiplient les démonstrations de l’utilité des télécommunications, aussi bien dans la gestion des opérations des Nations unies et de la Croix-Rouge qu’au profit de l’éducation, des échanges culturels transatlantiques ou même de la synchronisation des horloges atomiques. Sous la direction des deux pays européens, les satellites se montrent d’excellents instruments du mode symphonique, autrement dit de la coopération.</p>
<h2>Avec l’Est comme avec l’Ouest</h2>
<p>Ne versons pas pour autant dans la naïveté. Lorsque, le 15 juin 1966, la veille de son départ pour une visite officielle en Union soviétique, Charles de Gaulle s’adresse à ses ministres, il déclare : « Nous allons en Russie… Nous irons à Novossibirsk, la ville scientifique, à Baïkonour, la base spatiale, grand mystère ! » Le dernier mot n’est pas trop fort : pour la première fois, le cosmodrome soviétique va accueillir un chef d’État occidental. Enthousiaste et lucide, le président de la République ajoute : « Nous allons en Russie, pas tout à fait revêtu de probité candide et de lin blanc, mais sans arrière-pensées et sans préjugés. » Cette visite est le premier jalon d’une coopération qui n’a pas cessé depuis cette date, dans des domaines aussi divers que les satellites autour de la Terre, l’exploration automatique des planètes, les vols habités ou encore les lanceurs, puisque, depuis 2011, la mythique fusée Soyouz peut être lancée depuis le Centre spatial guyanais.</p>
<p>L’Ouest n’est pas négligé : dès 1962, alors qu’ils ne sont pas encore officiellement engagés par le CNES naissant, une douzaine de jeunes ingénieurs sont envoyés aux États-Unis afin de profiter de l’expérience de leurs aînés américains. Voulus par leur « chef », le professeur Jacques Blamont, ces liens personnels sont à l’origine de nombreux programmes d’exploration planétaire, d’observation de la Terre et de la mer, de missions d’astronautes, actuels et à venir.</p>
<p>Et n’oublions pas qu’aujourd’hui la station spatiale internationale, l’ISS, est le motif et le lieu d’une coopération singulière entre les États-Unis, la Russie, le Canada, le Japon et l’Agence spatiale européenne. Dans l’espace, grâce à l’espace, l’Ouest et l’Est ont été capables d’unir leurs moyens et leurs efforts.</p>
<h2>Un patrimoine commun à respecter</h2>
<p>Né « après guerre », l’espace est apparu comme un terrain d’expérimentation du « nouvel ordre économique mondial », conçu dans le contexte de la décolonisation et de l’émergence de nouveaux rapports entre le Nord et le Sud. Sont désormais plus explicitement revendiquées l’équité, l’interdépendance, l’égalité souveraine ou encore la coopération. C’est dans cet esprit qu’avant même de déclarer patrimoine commun de l’humanité le fond des mers et ses précieux gisements de nodules polymétalliques, les juristes de l’espace ont proposé que les corps célestes profitent de ce statut. </p>
<figure class="align-right zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/436390/original/file-20211208-19-3xqgje.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="Couverture de l’ouvrage, montrant un casque de scaphandre, avec l’astronaute photographe se reflétant dedans" src="https://images.theconversation.com/files/436390/original/file-20211208-19-3xqgje.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/436390/original/file-20211208-19-3xqgje.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=402&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/436390/original/file-20211208-19-3xqgje.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=402&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/436390/original/file-20211208-19-3xqgje.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=402&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/436390/original/file-20211208-19-3xqgje.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=505&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/436390/original/file-20211208-19-3xqgje.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=505&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/436390/original/file-20211208-19-3xqgje.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=505&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption"></span>
<span class="attribution"><span class="source">Flammarion</span></span>
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<p>Loin de recueillir l’assentiment de tous les pays, une telle déclaration a aussi souffert du soupçon d’être empreinte d’une exorbitante revendication : comment les habitants d’un grain de poussière planétaire pourraient-ils prétendre posséder toutes les planètes sur lesquelles ils pourraient un jour poser un pied botté, porter une main gantée ou, en attendant, piloter les roues crantées d’un robot ? À moins que cette déclaration ne tienne d’abord à rappeler la responsabilité de tous à l’égard des territoires de l’espace et de leurs ressources, que le développement des techniques astronautiques met désormais à notre portée. Ce que nous appelons la « protection planétaire », autrement dit l’attention à ne pas perturber définitivement les territoires extraterrestres que nous atteignons, ni la Terre sur laquelle reviennent parfois nos robots explorateurs du cosmos, n’est donc qu’un morceau de la partition qu’il semble impératif de jouer de concert.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/173264/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Jacques Arnould ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>
Après la Seconde Guerre mondiale, les chercheurs français ont mis en place de nombreuses coopérations internationales pour développer le programme spatial.
Jacques Arnould, Expert éthique, Centre national d’études spatiales (CNES)
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/170052
2021-12-06T22:33:38Z
2021-12-06T22:33:38Z
James Webb Space Telescope : que va-t-il se passer après le décollage ?
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/427994/original/file-20211022-18-18alxk9.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=2%2C8%2C1914%2C1348&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Le James Webb Space Telescope plié dans la fusée Ariane 5 qui partira de Kourou, vue d'artiste. Le lancement est prévu pour le 22 décembre 2021.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2021/07/Artist_s_view_of_Webb_on_an_Ariane_5_rocket">ESA / D. Ducros</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span></figcaption></figure><p>Quand le James Webb Space Telescope sera lancé à la fin de l’année, ce sera le télescope spatial le plus grand, le plus important et le plus complexe jamais construit. Avec plus de 20 ans de recherche et développement pour une mission aussi attendue, quand aurons-nous les premières données et les premières images ?</p>
<p>Contrairement à ce qu’on pourrait penser de prime abord, ce ne sera pas tout de suite après le lancement.</p>
<p>Le télescope va décoller bien replié dans la coiffe d’Ariane 5. Il mettra 20 jours à se déplier et 30 jours à atteindre sa destination à 1,5 million de kilomètres de la Terre (pour comparaison, <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Hubble_(t%C3%A9lescope_spatial)">Hubble</a> est à seulement 550 kilomètres de la Terre), d’où il pourra réaliser des observations scientifiques dans un domaine de longueur d’onde plus difficile d’accès autrement : l’infrarouge.</p>
<p>Le lancement du JWST, ou « Webb » pour faire court, marque le début d’une phase cruciale pour les observations scientifiques, dite de « commissioning » ou « recette en vol ». Pendant six mois, tous les sous-systèmes qui composent le télescope seront démarrés et testés ; notamment bien sûr les quatre instruments scientifiques, dont « MIRI » (pour <em>Mid-Infrared Instrument</em>) auquel la France a contribué.</p>
<h2>Déploiement et phases de tests : un ballet spatial millimétré</h2>
<p>La première phase démarre 31 minutes après le lancement. C’est le « déploiement » : d’abord celui de l’antenne de communication ; puis 3 jours après le lancement, alors que le télescope croise la Lune, le reste du déploiement commence. Pendant 12 jours, l’observatoire va lentement passer de sa configuration repliée pour rentrer dans la coiffe d’Ariane 5 à sa forme dépliée.</p>
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<iframe width="440" height="260" src="https://www.youtube.com/embed/RzGLKQ7_KZQ?wmode=transparent&start=0" frameborder="0" allowfullscreen=""></iframe>
<figcaption><span class="caption">Le déploiement du James Webb Space Telescope (JWST).</span></figcaption>
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<p>Les panneaux solaires et le bouclier thermique ouvrent le bal – pour le bouclier, la procédure se fera en plusieurs étapes en parallèle d’autres déploiements. Puis, l’observatoire va glisser le long de la tour qui le relie au bouclier thermique et au reste du télescope. Le stabilisateur et les radiateurs instrumentaux, placés derrière le bouclier thermique, seront à leur tour mis en place. Ces derniers servent à évacuer la chaleur émise par les instruments.</p>
<h2>Refroidir le télescope pour lui permettre d’observer dans l’infrarouge</h2>
<p>Les quatre instruments du JWST observent dans l’infrarouge. Sur Terre, il est difficile d’observer à ces longueurs d’onde car tout objet émet du <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Rayonnement_du_corps_noir">rayonnement en fonction de sa température</a> : aux températures terrestres, le maximum d’émission est dans l’infrarouge. Le télescope et le miroir primaire doivent donc être refroidis pour augmenter leur sensibilité et éviter les signaux parasites de l’ensemble de l’observatoire, qui comprend le télescope, les instruments et sous-systèmes.</p>
<p>Dans le cas du télescope spatial, les instruments partent des 300K terrestres (25 °C) pour arriver à une température de 50K (-225 °C) dans l’ombre du bouclier thermique. Dans le vide spatial, le <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Transfert_thermique">seul moyen de refroidir « passivement »</a> est par « dissipation radiative » : on perd de l’énergie en émettant des photons mais on ne peut pas compter sur la convection par l’air… puisqu’il n’y a pas d’air.</p>
<p>Paradoxalement, bien que l’espace soit très froid, le vide implique qu’il est difficile de se refroidir tout seul. Cette étape prend donc du temps : presque quatre mois pour se stabiliser complètement.</p>
<p>Pour les trois instruments observant le proche infrarouge (entre 0,6 et 5 micromètres), le refroidissement passif à 50K suffit à atténuer les émissions du télescope pour permettre les observations.</p>
<p>Pour l’instrument MIRI par contre, seul instrument à observer l’infrarouge moyen (entre 5 et 25 micromètres), il faut atteindre une température encore plus basse de 7K (-266 °C) : le rayonnement thermique à 50K est trop important dans l’infrarouge moyen et perturbe les mesures. Nous avons donc dû ajouter un refroidissement actif avec un <a href="https://www.jwst.nasa.gov/content/about/innovations/cryocooler.html">« cryocooler »</a>.</p>
<h2>Le commissioning : cruciale phase de test</h2>
<p>Les tests auront lieu dans l’espace, depuis les premiers instants après le lancement jusqu’à son arrivée à son orbite stable, au <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Point_de_Lagrange">point de Lagrange L2</a>. À cet endroit, l’attraction gravitationnelle de la Terre et celle du Soleil sont telles que le télescope reste constamment dos au Soleil et à la Terre, ce qui permet de refroidir plus facilement le télescope et ses instruments.</p>
<p>Les tests sont commandés à distance depuis le centre de contrôle au <a href="https://www.stsci.edu/">Space Telescope Science Institute</a> à Baltimore aux États-Unis. Là-bas, nuit et jour pendant six mois, des équipes vont se relayer, deux personnes par sous-systèmes pour une cinquantaine de sous-systèmes, par exemple le suivi de l’orbite ou la communication avec la Terre.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/427986/original/file-20211022-20-jswh13.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/427986/original/file-20211022-20-jswh13.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/427986/original/file-20211022-20-jswh13.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/427986/original/file-20211022-20-jswh13.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/427986/original/file-20211022-20-jswh13.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/427986/original/file-20211022-20-jswh13.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/427986/original/file-20211022-20-jswh13.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/427986/original/file-20211022-20-jswh13.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Le centre de contrôle de la Station Spatiale Internationale. Dans le cas du James Webb Space Telescope, il y a plusieurs salles à cause du nombre d’opérateurs et des restrictions liées au Covid-19. Le nom des sous-systèmes figure au dessus des ordinateurs.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:ISS_Mission_Control_Room_4.jpg">CCicalese (WMF), Wikipedia</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Bien sûr, de nombreux tests ont déjà été réalisés sur Terre, dans la plus grande chambre de test au monde qui reproduit les conditions du vide spatial, à Houston aux États-Unis. Cependant, ces tests ont concerné seulement les miroirs et instruments mais pas les éléments les plus gros : même la plus grande chambre de test au monde est incapable d’accueillir le JWST déplié… le bouclier thermique à lui seul faisant environ la taille d’un court de tennis.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/le-telescope-james-webb-explique-par-ceux-qui-lont-fait-171017">Le télescope James-Webb expliqué par ceux qui l’ont fait</a>
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<p>De plus, les tests au sols étaient optimisés pour tester l’optique, mais pas suffisants pour préparer des observations scientifiques. Des tests spécifiques supplémentaires doivent être réalisés dans l’espace pour calibrer les instruments en observant des sources déjà connues (observées avec d’autres instruments avant).</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/427526/original/file-20211020-17-14h33ig.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/427526/original/file-20211020-17-14h33ig.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/427526/original/file-20211020-17-14h33ig.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=729&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/427526/original/file-20211020-17-14h33ig.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=729&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/427526/original/file-20211020-17-14h33ig.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=729&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/427526/original/file-20211020-17-14h33ig.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=916&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/427526/original/file-20211020-17-14h33ig.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=916&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/427526/original/file-20211020-17-14h33ig.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=916&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Le James Webb Space Telescope entre dans la chambre A au Johnson Space Center à Houston, le 21 juin 2017.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.nasa.gov/feature/goddard/2017/nasas-webb-telescope-gets-freezing-summertime-lodging-in-houston/">NASA/Chris Gunn</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>La phase de recette en vol est donc l’aboutissement de trois ans de préparation, de planification et d’entraînement afin de sélectionner les meilleures observations, de préparer les logiciels d’analyse qui serviront pour détecter et caractériser les éventuels problèmes.</p>
<p>Le temps est aussi un facteur important, car une préparation de six mois avant d’acquérir des données, pour une mission dont la durée nominale est cinq ans, est une fraction non négligeable. Tout a donc été fait pour que ce temps soit le plus court possible.</p>
<h2>Chronologie</h2>
<p>Dans les détails : 15 jours après le lancement, et pour une durée de 25 jours, les différents systèmes vont être démarrés et testés pour s’assurer que tout fonctionne normalement. Dans le même temps, l’observatoire atteindra son orbite finale autour du point de Lagrange L2 30 jours après le lancement.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/434692/original/file-20211130-25-8sxfvw.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/434692/original/file-20211130-25-8sxfvw.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=102&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/434692/original/file-20211130-25-8sxfvw.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=102&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/434692/original/file-20211130-25-8sxfvw.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=102&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/434692/original/file-20211130-25-8sxfvw.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=128&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/434692/original/file-20211130-25-8sxfvw.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=128&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/434692/original/file-20211130-25-8sxfvw.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=128&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Déroulement chronologique des 6 premiers mois dans la vie du JWST.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Dan Dicken et Christophe Cossou</span>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span>
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</figure>
<p>40 jours après le lancement et pour 80 jours, le miroir sera testé et aligné. En parallèle, la première partie de la calibration des instruments, appelée calibration interne (c’est-à-dire à l’aide de lampes internes et non en regardant le ciel) sera effectuée. Ces tests ont déjà étés effectués au sol mais doivent être refaits dans l’espace, notamment pour voir si l’environnement spatial et le profil thermique du télescope est comme attendu.</p>
<p>120 jours après le lancement et pour 60 jours jusqu’à la fin du commissioning (six mois après le lancement) ont lieu les calibrations externes des instruments. Ce seront les premières images du ciel prises avec les instruments scientifiques. Tous les instruments dans leurs différents modes d’observations seront testés, afin de s’assurer que ces derniers sont prêts pour la science.</p>
<h2>Les premières observations</h2>
<p>À partir de 155 jours après le lancement jusqu’à la fin du commissioning, quelques observations seront faites (<em>Early Release Observations</em>) : une fois traitées, ce seront les toutes premières images à la disposition des chercheurs et du grand public qui illustreront les possibilités du James Webb Space Telescope. Pour l’instant, les équipes instruments ne sont pas encore au courant de ce qui sera observé.</p>
<p>Puis, autour de juin 2022, quand les tests seront finis et qu’il sera temps de passer à la phase d’exploitation, toutes les données accumulées pendant les phases de tests seront rendues publiques et accessibles : les chercheurs du monde entier pourront les examiner de près, et se préparer à l’exploitation de leurs futures données scientifiques.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/170052/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Christophe Cossou fait partie du Consortium Européen de l'instrument MIRI du JWST.</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Dan Dicken fait partie du Consortium Européen de l'instrument MIRI du JWST. </span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Pierre-Olivier Lagage a reçu des financements pour le développement de MIRIm, financé à moitié par le CNES, à moitié par le CEA.</span></em></p>
Le JWST est replié dans Ariane 5. Avant de nous envoyer ses premières données scientifiques, il va se déployer dans l’espace et être testé pour s’assurer que ses instruments fonctionnent.
Christophe Cossou, Ingénieur CEA, développeur pour l'instrument JWST/MIRI au Laboratoire Astrophysique, instrumentation, modélisation du CEA/CNRS, Université Paris Cité
Dan Dicken, Project Scientist , Université Paris-Saclay
Pierre-Olivier Lagage, Chercheur CEA au Laboratoire Astrophysique, instrumentation, modélisation du CEA, CNRS, Université Paris Cité
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/171017
2021-11-29T19:28:13Z
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Le télescope James-Webb expliqué par ceux qui l’ont fait
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/433745/original/file-20211124-28-x4cc70.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=30%2C12%2C2014%2C1312&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">L'immense miroir du James Webb Space Telescope ne rentre pas dans une fusée. Il faut le replier, puis le déplier une fois dans l'espace.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.flickr.com/photos/nasawebbtelescope/49750061963/in/album-72157629134274763/">NASA/Chris Gunn</a></span></figcaption></figure><p>La moisson scientifique s’annonce exceptionnelle. Le télescope James-Webb, aussi appelé JWST ou « Webb », envoie ses premières images, <a href="https://theconversation.com/james-webb-space-telescope-que-va-t-il-se-passer-apres-le-decollage-170052">après 6 mois de voyage et de tests des instruments scientifiques</a>, et avec un retard de plus de 10 ans par rapport aux premières estimations… et un coût multiplié par 10. </p>
<p>Le Webb va permettre de sonder des zones du cosmos vierges d’observations, grâce à son miroir de 6,5 mètres de diamètre, le plus grand jamais déployé dans l’espace, et ses quatre instruments observant dans l’infrarouge : <a href="https://www.jwst.fr/nircam/">NIRCam</a>, <a href="https://www.jwst.fr/niriss/">NIRISS</a>, <a href="https://www.jwst.fr/nirspec/">NIRSpec</a> et MIRI (les consonances en « IR » viennent du terme « infrarouge »).</p>
<p>Le Webb, mission phare de la NASA et des agences spatiales européenne (ESA) et canadienne (CSA), prend le relais du <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Hubble_(t%C3%A9lescope_spatial)">télescope spatial Hubble</a> pour observer plus loin dans l’Univers. Vitesse de la lumière oblige, il regarde ainsi plus tôt dans l’histoire jusqu’aux moments où les premières galaxies et les premières étoiles se sont formées. </p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/images-de-science-le-telescope-james-webb-nous-emmene-13-milliards-dannees-dans-le-passe-186791">Images de science : le télescope James-Webb nous emmène 13 milliards d’années dans le passé</a>
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<p>Mais il va aussi relayer le <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Spitzer_(t%C3%A9lescope_spatial)">télescope spatial infrarouge Spitzer</a> pour aller sonder les atmosphères d’<a href="https://theconversation.com/les-exoplanetes-nouvelles-frontieres-a-explorer-pour-le-james-webb-space-telescope-171982">exoplanètes</a>, les étoiles et les systèmes planétaires <a href="https://theconversation.com/explorer-lecosysteme-interstellaire-116016">en formation</a>, l’évolution des galaxies… En somme, tous les domaines de l’astrophysique devrait bénéficier des données du Webb.</p>
<p><em>[Près de 70 000 lecteurs font confiance à la newsletter de The Conversation pour mieux comprendre les grands enjeux du monde. <a href="https://theconversation.com/fr/newsletters/la-newsletter-quotidienne-5?utm_source=inline-70ksignup">Abonnez-vous aujourd’hui</a>.]</em></p>
<p>Nous faisons partie des plus de 1 200 scientifiques de 14 pays à avoir contribué à son développement. En France, nous avons surtout participé au développement de l’instrument MIRI, le seul des quatre instruments qui opère dans le domaine de l’infrarouge dit « thermique ». Observant dans les longueurs d’onde entre 5 et 28 micromètres, il est le plus à même à observer le gaz et les poussières dans des objets beaucoup plus froids que des étoiles comme notre Soleil. Il permet par exemple de voir des étoiles jeunes encore profondément enfouies dans le nuage de gaz et de poussières dans lequel elles se forment. MIRI est également le complément indispensable à NIRCam pour identifier les premières galaxies de l’Univers.</p>
<h2>L’épopée du télescope Webb</h2>
<p>Initialement, il était loin d’être acquis qu’un instrument pour l’infrarouge thermique fasse partie de la suite instrumentale du JWST (appelé « next generation space telescope » à l’époque). Il a fallu convaincre la NASA et l’ESA de l’importance scientifique et de la faisabilité d’un tel instrument. L’un d’entre nous (Pierre-Olivier Lagage) faisait partie du petit groupe d’astrophysiciens <a href="https://articles.adsabs.harvard.edu/pdf/2000ASPC..207..116P">qui ont milité en Europe et aux US pour un tel instrument</a>.</p>
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<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/434527/original/file-20211129-27-1g69i81.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/434527/original/file-20211129-27-1g69i81.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=451&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/434527/original/file-20211129-27-1g69i81.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=451&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/434527/original/file-20211129-27-1g69i81.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=451&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/434527/original/file-20211129-27-1g69i81.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=567&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/434527/original/file-20211129-27-1g69i81.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=567&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/434527/original/file-20211129-27-1g69i81.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=567&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Fomalhaut est l'étoile la plus brillante de la constellation du Poisson austral. Elle est entourée d'un disque de débris et de poussières. À gauche, l'image obtenue par le télescope spatial Spitzer, à droite, une simulation d'une observation typique attendue avec le Webb.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Andras Gaspar</span>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span>
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<p>C’était… à la fin des années 90. Le lancement du Webb Telescope était alors prévu pour 2007. Mais le lancement du Webb a été repoussé de nombreuses fois et l’épopée de l’instrument MIRI illustre en fait bien les raisons de ces retards successifs.</p>
<p>Le Webb est désormais en orbite à 1,5 million de kilomètres de la Terre, soit 4 fois la distance Terre-Lune. Il n'est pas possible d’aller le réparer en cas de problème, comme cela a été fait pour Hubble, qui orbite à « seulement » 570 kilomètres de la Terre : lors de la mise en fonctionnement de Hubble, la qualité des images s’est avérée très décevante, mais l’installation par des astronautes d’un correcteur optique a permis de rétablir la qualité image escomptée.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/433160/original/file-20211122-15-intp3h.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/433160/original/file-20211122-15-intp3h.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/433160/original/file-20211122-15-intp3h.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=304&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/433160/original/file-20211122-15-intp3h.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=304&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/433160/original/file-20211122-15-intp3h.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=304&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/433160/original/file-20211122-15-intp3h.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=381&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/433160/original/file-20211122-15-intp3h.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=381&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/433160/original/file-20211122-15-intp3h.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=381&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Amélioration de la qualité optique du téléscope spatial Hubble grâce à l’installation d’optiques correctives en 1993… alors que Hubble était déjà dans l’espace. Avant correction à gauche, après correction à droite.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/12/Improvement_in_Hubble_images_after_SMM1.jpg">NASA</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Pour le Webb, nous n’avions pas le droit à l’erreur – d’où l’importance du travail de conception et de tests avant le lancement !</p>
<h2>MIRI, un instrument de pointe pour les exoplanètes</h2>
<p><a href="https://iopscience.iop.org/article/10.1086/682253/pdf">MIRI</a> est constitué de deux parties principales : un « imageur », qui permet de faire des photos (c’est la partie appelée <a href="https://iopscience.iop.org/article/10.1086/682254/pdf">« MIRIM »</a>, et un spectromètre, qui permet d’étudier la lumière reçue en fonction de la longueur d’onde – et donc, par exemple, de déterminer quels éléments chimiques sont présents dans l’objet que l’on observe (c’est le <a href="https://iopscience.iop.org/article/10.1086/682281/pdf">« MRS »</a>). Les performances de ces instruments placés au foyer du plus grand télescope spatial en opération sont sans précédent.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/434389/original/file-20211129-25-2ywyws.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/434389/original/file-20211129-25-2ywyws.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=289&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/434389/original/file-20211129-25-2ywyws.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=289&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/434389/original/file-20211129-25-2ywyws.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=289&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/434389/original/file-20211129-25-2ywyws.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=364&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/434389/original/file-20211129-25-2ywyws.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=364&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/434389/original/file-20211129-25-2ywyws.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=364&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">La supernova 1978A vue par le télescope spatial Spitzer à gauche, et une simulation de ce que l’on attend avec MIRI à droite. L’image illustre l’amélioration de la qualité d’observation, notamment en termes de résolution angulaire.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Patrice Bouchet</span>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span>
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<p>Dans un sens, pour l’étude des <a href="https://theconversation.com/on-pourra-cartographier-latmosphere-dexoplanetes-grace-au-telescope-spatial-james-webb-172669">exoplanètes</a>, les retards du lancement du Webb ont été bénéfiques. En effet, ce domaine a explosé ces dernières décennies et nous disposons actuellement d’une richesse d’exoplanètes à observer, dont des planètes rocheuses, qui n’étaient pas connues en 2007.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/decouvrir-la-premiere-planete-autour-dune-etoile-autre-que-le-soleil-166578">Découvrir la première planète autour d’une étoile autre que le Soleil</a>
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<p>On étudie désormais beaucoup les exoplanètes par la méthode dite « des transits » : on scrute les infimes variations de la luminosité d’une étoile distante dues au passage d’une exoplanète qui l’entourerait. MIRI a donc été « amélioré » pour utiliser cette méthode des transits. Il s’agit de lire seulement une petite partie du détecteur, afin de le faire très rapidement sans saturer le détecteur. Au fond, on « détourne » un peu le but premier du Webb, conçu pour observer des objets peu lumineux ou très lointains, pour profiter de sa grande sensibilité.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/434388/original/file-20211129-59826-i593jt.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/434388/original/file-20211129-59826-i593jt.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=296&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/434388/original/file-20211129-59826-i593jt.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=296&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/434388/original/file-20211129-59826-i593jt.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=296&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/434388/original/file-20211129-59826-i593jt.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=372&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/434388/original/file-20211129-59826-i593jt.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=372&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/434388/original/file-20211129-59826-i593jt.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=372&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Tests du mode coronographique de MIRI faits à Saclay : on voit sur l’image de droite que lorsque l’on positionne la source juste au centre du coronagraphe à quatre quadrants, on « éteint » la source, bien visible sur la gauche.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Pierre-Olivier Lagage</span>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>MIRI dispose aussi de « coronographes ». Utilisés historiquement pour observer la couronne du Soleil en cachant le disque trop brillant qui empêche de voir les détails alentour, les coronographes ont été adaptés pour observer les étoiles, et ainsi distinguer d’éventuelles exoplanètes qui se trouveraient à proximité. MIRI emporte un coronographe classique (dit « de Lyot ») et trois coronographes <a href="https://iopscience.iop.org/article/10.1086/317707/pdf">« à masque de phase »</a>, très performants, et qui sont pour la première fois utilisés dans l’espace.</p>
<h2>Du berceau au décollage</h2>
<p>Après plusieurs années d’études préliminaires, c’est en 2004 que la contribution française à MIRI a été approuvée par le CNES, le CEA et le CNRS.</p>
<p>Le modèle de vol de l’imageur MIRIM a été assemblé et testé au CEA Paris-Saclay en 2008 et 2009 ; un banc de test qui permet de reproduire les conditions de vide et de froids que rencontrera MIRIM une fois dans l’espace a été développé spécialement pour l’occasion. En 2010, MIRIM a été envoyé au <em>Rutherford Appleton Laboratory</em> en Angleterre pour être couplé avec l’autre partie de MIRI, le spectromètre MRS, puis testé dans une chambre à vide suffisamment grande pour l’instrument complet.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/434386/original/file-20211129-27-hu8w6e.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/434386/original/file-20211129-27-hu8w6e.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=398&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/434386/original/file-20211129-27-hu8w6e.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=398&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/434386/original/file-20211129-27-hu8w6e.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=398&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/434386/original/file-20211129-27-hu8w6e.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=501&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/434386/original/file-20211129-27-hu8w6e.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=501&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/434386/original/file-20211129-27-hu8w6e.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=501&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">L’instrument MIRI après assemblage de MIRI et MRS.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.nasa.gov/images/content/634643main_miri7_med.jpg">Rutherford Appleton Laboratory</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>En 2012, MIRI a été envoyé au <em>Goddard Space Center</em> de la NASA, près de Washington, où il a été couplé avec les trois autres instruments du JWST. Trois séries de tests cryogéniques ont suivi entre 2012 et 2016.</p>
<p>Les 18 hexagones du miroir primaire du télescope ont aussi été assemblés au <em>Goddard Space Center</em> de novembre 2015 à février 2016. Les instruments ont été montés à l’arrière du miroir primaire du télescope et l’ensemble a été envoyé en 2017 à Houston pour être testé, car la station de test au <em>Goddard Space Center</em> n’était pas assez grande pour accueillir le télescope. L’équipe CEA était sur place pour les tests au moment où l’ouragan Harvey s’est abattu. Plus de peur que de mal ; juste quelques nuits au laboratoire sans pouvoir regagner l’hôtel et une voiture complètement noyée !</p>
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<iframe width="440" height="260" src="https://www.youtube.com/embed/4rJdhiDTIq4?wmode=transparent&start=0" frameborder="0" allowfullscreen=""></iframe>
<figcaption><span class="caption">Assemblage du télescope (miroirs dorés et instruments, dont MIRI) et du bouclier thermique (qui ressemble à du papier d’aluminium ou plastique et est déployé à 0 :28 dans la vidéo). Source : NASA Goddard.</span></figcaption>
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<p>Une fois les tests finis, nous avons « laché » MIRI pour son voyage dans les locaux de la compagnie Northrop Grumman, en Californie, où il est arrivé début 2018. Là, le télescope a été couplé avec le satellite et les grands écrans thermiques qui empêchent les rayons du Soleil, de la Terre et de la Lune d’atteindre le télescope. Celui-ci a pu ainsi atteindre passivement une température d’environ 45K (-228 °C), nécessaire pour ne pas gêner les observations dans l’infrarouge.</p>
<p>Enfin, fin septembre 2021, le Webb a quitté la Californie pour Kourou, où il est arrivé après un voyage en bateau de 16 jours qui l’a amené à passer par le canal de Panama (bloqué quelques mois plus tôt !).</p>
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<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/433890/original/file-20211125-27-1l5xbon.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/433890/original/file-20211125-27-1l5xbon.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=421&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/433890/original/file-20211125-27-1l5xbon.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=421&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/433890/original/file-20211125-27-1l5xbon.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=421&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/433890/original/file-20211125-27-1l5xbon.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=529&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/433890/original/file-20211125-27-1l5xbon.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=529&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/433890/original/file-20211125-27-1l5xbon.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=529&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Le navire MN <em>Colibri</em> est arrivé au Port de Pariacabo, sur la rivière Kourou, en Guyane française, le 12 octobre 2021. Dans un container spécialement conçu se trouve le James Webb Space Telescope.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/calibriarrivefg_gunn_primary_002.jpg">Chris Gunn/NASA</a></span>
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<h2>Paré au décollage… et à débuter les tests et observations scientifiques</h2>
<p>L’aventure spatiale a ensuite débuté le 22 décembre 2021 avec une série de « tests sur le ciel » qui ont duré 6 mois. Puis, en juillet 2022, c’est l’exploration scientifique qui commence, après trois décennies de développements.</p>
<p>Une petite partie du temps d’observation est réservée aux astrophysiciens ayant participé au développement instrumental. Dans ce cadre, nous coordonnons les observations qui seront consacrées aux exoplanètes, à la Supernova 1987a, et à deux régions « photodominées ».</p>
<p>L’essentiel du temps d’observation sera « ouvert » : chaque année durant les 5 à 10 années de durée de vie du Webb, plusieurs appels pour l’utilisation du Webb sont programmés. Le premier appel a eu lieu en 2020. Plus de 1000 demandes ont été déposées, impliquant plus de 4000 astrophysiciens à travers le monde. Le nombre d’heures d’observation demandées est très supérieur (4 à 5 fois) au nombre d’heures disponibles et la sélection a été faite par des comités de scientifiques. Il est satisfaisant de voir que MIRI est le deuxième instrument le plus demandé. Nous avons bien fait d’insister pour qu’il « monte » à bord du Webb !</p>
<hr>
<p><em>MIRI est un instrument co-développé par un consortium de laboratoires spatiaux européens, qui se sont occupé des aspects opto-mécanique, de l’assemblage et des tests d’ensemble de l’instrument, et le centre JPL de la NASA, qui a fourni les matrices de détecteurs et le système de refroidissement de MIRI.</em></p><img src="https://counter.theconversation.com/content/171017/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>MIRIm a été financé à moitié par le CNES, à moitié par le CEA.</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Alain Abergel fait partie du Consortium Européen de l'instrument MIRI du JWST.</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Christophe Cossou fait partie du Consortium Européen de l'instrument MIRI du JWST.</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Dan Dicken fait partie du Consortium Européen de l'instrument MIRI du JWST.</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Patrice Bouchet est directeur du Centre d’Expertise Français du JWST/MIRI.</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Anthony Boccaletti ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>
Plus de 1 200 scientifiques de 14 pays ont participé à la construction du Webb. À quoi va-t-il servir ? Pourquoi un tel coût, et d’où viennent les retards ?
Pierre-Olivier Lagage, Chercheur CEA au Laboratoire Astrophysique, instrumentation, modélisation du CEA, CNRS, Université Paris Cité
Alain Abergel, Professeur Université Paris-Saclay, Astrophysicien à l'IAS, Université Paris-Saclay
Anthony Boccaletti, Directeur de Recherche CNRS au LESIA, Observatoire de Paris-PSL, CNRS, Université Paris Cité
Christophe Cossou, Ingénieur CEA, développeur pour l'instrument JWST/MIRI au Laboratoire Astrophysique, instrumentation, modélisation du CEA/CNRS, Université Paris Cité
Dan Dicken, Project Scientist , Université Paris-Saclay
Patrice Bouchet, Chef de Projet du Centre d'Expertise MIRI/JWST, Département d'Astrophysique, Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
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tag:theconversation.com,2011:article/171524
2021-11-22T21:34:55Z
2021-11-22T21:34:55Z
Succès scientifiques et images époustouflantes : l’héritage du télescope spatial Hubble
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/433161/original/file-20211122-23-y5fo6n.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C407%2C3835%2C2187&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Les Piliers de la Création dans la Nébuleuse de l'Aigle (M 16)</span> <span class="attribution"><span class="source">NASA, ESA/Hubble, HST</span>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span></figcaption></figure><p>La popularité du <a href="https://esahubble.org/"><em>télescope spatial Hubble</em></a> (HST) ne tient pas tant à ses succès scientifiques qu’aux <a href="https://esahubble.org/images/archive/top100/">prodigieuses images</a> de l’Univers qu’il nous <a href="https://artsandculture.google.com/exhibit/les-grandes-d%C3%A9couvertes-du-t%C3%A9lescope-spatial-hubble-nasa/KwKyaIW2Bor4IA?hl=fr">a révélées</a>, et qui ont fait rêver plus d’une génération. On se rappellera de la <a href="https://esahubble.org/news/heic0601/">Grande Nébuleuse d’Orion</a> (<a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Catalogue_de_Messier">objets de Messier</a> M42 et M43), des fameux <a href="https://esahubble.org/news/heic1501/">Piliers de la Création</a> (image ci-dessus) de la Nébuleuse de l’Aigle (M16), de la <a href="https://esahubble.org/news/heic0515/">nébuleuse du Crabe</a> (M1), rémanent de la <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/SN_1054">supernova de 1054</a>, ou plus récemment, de l’étoile géante <a href="https://esahubble.org/news/heic2105/">AG Car</a>, pour n’en citer que quelques-uns. Sans oublier les <a href="https://esahubble.org/news/heic0814/">amas de galaxies avec effet de lentilles gravitationnelles</a> (comme <a href="https://esahubble.org/images/heic0814b/">Abell 1703</a> ou <a href="https://esahubble.org/images/heic0814a/">Abell 2218</a>), ou encore le <a href="https://esahubble.org/news/heic0406/">champ ultra-profond</a> révélant les plus anciennes galaxies connues. </p>
<p>Ces <a href="https://esahubble.org/images/">remarquables images</a> ne doivent pas faire oublier les grandes avancées scientifiques obtenues grâce aux <a href="https://esahubble.org/about/general/instruments/">instruments du HST</a> parmi lesquelles celle de déterminer précisément la <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Constante_de_Hubble">constante de Hubble</a>, d’où le télescope spatial tire son <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Edwin_Hubble">nom</a>. Ce paramètre, qui décrit l’<a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Expansion_de_l%27Univers">expansion de l’Univers</a>, a pu être mesuré précisément par le HST grâce aux observations dans des galaxies lointaines des étoiles remarquables que sont les <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9ph%C3%A9ide">Céphéides</a> et les <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Supernova">supernovae</a>. Mais le HST a conduit à bien d’autres avancées scientifiques majeures.</p>
<h2>Pourquoi observer depuis l’espace ?</h2>
<p>L’atmosphère terrestre ne permet pas d’obtenir des <a href="https://www.eso.org/public/belgium-fr/videos/eso1623a/">images nettes des astres</a> à cause de la turbulence qui l’agite, une conséquence des vents d’altitude et des inhomogénéités thermiques. Pour remédier à cela, deux solutions s’offrent aux astronomes : soit placer le télescope au-dessus de l’atmosphère terrestre, soit compenser la turbulence atmosphérique par la technique d’<a href="https://www.eso.org/public/france/teles-instr/technology/adaptive_optics/?lang">optique adaptative</a> (c’est le cas pour <a href="https://www.space.com/41202-new-adaptive-optics-produces-stunning-views.html">plusieurs instruments</a> installés sur le <a href="https://www.eso.org/public/france/teles-instr/paranal-observatory/vlt/">Very Large Telescope</a> de l’<a href="https://www.eso.org/public/france/?lang">Observatoire européen austral</a> installé dans le désert d’Atacama au Chili). C’est la première solution qui sera par contre utilisée pour le HST.</p>
<h2>La construction du télescope spatial Hubble</h2>
<p>Son histoire commence au début des années 1970. Après quelques péripéties politiques, le financement en est finalement garanti par le Congrès américain en 1977, moyennant la participation de l’<a href="https://www.esa.int/">Agence Spatiale Européenne</a> (ESA) qui doit fournir l’un des cinq instruments (<a href="https://esahubble.org/about/general/instruments/foc/"><em>Faint Object Camera</em></a>), les panneaux solaires et une participation au support opérationnel du télescope. L’ESA reçoit en échange <a href="https://esahubble.org/science/europe_hubble/">15 % du temps d’observation</a>. </p>
<p>Divers problèmes techniques ainsi que l’accident de la navette spatiale <em>Challenger</em> en 1986 repousseront le <a href="https://esahubble.org/videos/archive/category/spacecraft/?search=launch">lancement du télescope jusqu’au 24 avril 1990</a>, date à laquelle cet instrument de 2,4 mètres de diamètre est lancé par la navette spatiale <em>Discovery</em> sur une <a href="https://esahubble.org/videos/hubblecast06f/">orbite basse à 540 km d’altitude</a> autour de la Terre, bouclant l’orbite terrestre en 1h35. Le <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Spectre_%C3%A9lectromagn%C3%A9tique">domaine de longueurs d’onde</a> auquel les détecteurs du HST sont sensibles s’étend de l’UV au proche IR (de 115 à 1700 nm).</p>
<h2>Les résultats scientifiques</h2>
<p>Ses observations concernent aussi bien notre voisinage proche avec l’étude des corps du <a href="https://esahubble.org/images/archive/category/solarsystem/">système solaire</a> que les <a href="https://esahubble.org/images/archive/category/cosmology/">tréfonds de l’Univers observable</a> avec l’étude des <a href="https://esahubble.org/images/heic1219a/">premières galaxies</a>. Les <a href="https://artsandculture.google.com/exhibit/les-grandes-d %C3 %A9couvertes-du-t %C3 %A9lescope-spatial-hubble-nasa/KwKyaIW2Bor4IA ?hl=fr">résultats scientifiques sont nombreux</a> et nous nous focaliserons sur deux résultats principaux : la détermination de la taille et de l’âge de l’Univers à travers la mesure de la constante de Hubble, et l’accélération de l’expansion de l’Univers, découverte inattendue qui a conduit trois chercheurs américains à obtenir le <a href="https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2011/summary/">prix Nobel de physique en 2011</a>. </p>
<p>Ces deux résultats sont basés sur les observations d’étoiles singulières que sont les <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/C %C3 %A9ph %C3 %A9ide">Céphéides</a> et les supernovae, utilisées comme étalons de luminosité pour mesurer les distances à différentes échelles cosmiques.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/433163/original/file-20211122-25-1vycfe4.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/433163/original/file-20211122-25-1vycfe4.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=480&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/433163/original/file-20211122-25-1vycfe4.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=480&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/433163/original/file-20211122-25-1vycfe4.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=480&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/433163/original/file-20211122-25-1vycfe4.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=603&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/433163/original/file-20211122-25-1vycfe4.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=603&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/433163/original/file-20211122-25-1vycfe4.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=603&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Figure 2. Les variations d’éclat de V1, une céphéide de la galaxie M 31.</span>
<span class="attribution"><span class="source">NASA/ESA/Hubble Heritage Team (STScI/AURA)/R. Gendler</span>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Les <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/C %C3 %A9ph %C3 %A9ide">Céphéides</a> sont des étoiles pulsantes variables dont les variations de luminosité sont extrêmement régulières et donc prédictibles. L’une des plus connues dans notre Voie Lactée est <a href="https://esahubble.org/news/heic1323/">RS Pup</a>. La période de ces pulsations dépend de la masse et de la luminosité intrinsèque de ces étoiles. A une période donnée correspond donc une et une seule luminosité. En comparant l’éclat apparent mesuré d’une Céphéide avec sa luminosité (déduite de la période des pulsations), on peut donc en déduire sa distance. Cette propriété remarquable permet de les utiliser comme étalons de luminosité (aussi appelés chandelles standards) pour mesurer la distance des galaxies qui les hébergent (figure 2).</p>
<p>C’est grâce aux Céphéides que <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Edwin_Hubble">Edwin Hubble</a> démontra, en 1923, que la galaxie d’Andromède se situait en dehors de notre Galaxie, la Voie Lactée, repoussant les limites alors communément acceptées de la taille de l’Univers. Cependant les Céphéides, trop peu lumineuses, ne permettent pas de déterminer des distances fiables au-delà d’une centaine de millions d’années-lumière. On utilise alors comme étalon de luminosité des supernovae d’un certain type (dit <a href="https://hubblesite.org/contents/media/images/1999/19/813-Image.html">type Ia</a>), <a href="https://hubblesite.org/contents/media/images/1999/19/813-Image.html">intrinsèquement beaucoup plus brillantes</a> (quoique plus rares) et donc visibles dans les galaxies les plus reculées (figure 3), à des milliards d’années-lumière. </p>
<p>Les observations du HST (combinées à d’autres observations venant, par exemple, de la <a href="https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Gaia">mission spatiale Gaia</a> de l’ESA) ont permis de réduire les incertitudes sur la constante de Hubble à 3 % pour les estimations les plus <a href="https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2021ApJ%E2%80%A6%20908L%E2%80%A6%205S/abstract">récentes</a> (H₀ = 72,1 ± 2,0 km s<sup>-1</sup> Mpc<sup>-1</sup>), une remarquable avancée en comparaison des <a href="https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1975ApJ%E2%80%A6%20196..313S/abstract">valeurs et incertitudes pré-HST</a>. La constante de Hubble est liée à l’<a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/ %C3 %82ge_de_l %27Univers">âge de l’Univers</a>, mais la relation entre son âge et H₀ dépend cependant du modèle d’Univers adopté, en particulier de sa densité. Dans le cas où son taux d’expansion est constant, son âge est exactement l’inverse de la constante de Hubble, soit 13,6 milliards d’années.</p>
<figure>
<iframe width="440" height="260" src="https://www.youtube.com/embed/hB2QQyEyF5k?wmode=transparent&start=0" frameborder="0" allowfullscreen=""></iframe>
<figcaption><span class="caption">Figure 3. La supernova SN2018gv (à gauche) dans la galaxie NGC 2525 à 70 millions d’années-lumière. NASA, ESA/Hubble, HST.</span></figcaption>
</figure>
<p><a href="https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2004ApJ%E2%80%A6%20607..665R/abstract">Le HST a justement bouleversé le modèle cosmologique standard</a> qui prévoyait un ralentissement de l’expansion de l’Univers provoqué par la gravitation, à cause du caractère toujours attractif de cette force. Il a été en effet remarqué que les supernovae les plus éloignées apparaissent moins brillantes que prévu, signifiant par là que l’<a href="https://esahubble.org/images/opo9919k/">expansion de l’Univers accélère</a> au lieu de ralentir, plaçant ces supernovae à des distances plus importantes. Cette <a href="https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1998AJ%E2%80%A6%20116.1009R/abstract">hypothèse</a> nécessite alors l’introduction d’une mystérieuse <a href="https://www.cea.fr/comprendre/Pages/matiere-univers/essentiel-sur-energie-noire.aspx">énergie noire</a> qui contrebalance les effets de la gravitation à grande échelle en jouant le rôle d’une force répulsive. </p>
<p>Cette <a href="https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1998AJ%E2%80%A6%20116.1009R/abstract">hypothèse</a>, fragile au début compte tenu de la faible statistique de supernovae distantes, n’a cessé d’être confirmée depuis, notamment grâce aux <a href="https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2004ApJ%E2%80%A6%20607..665R/abstract">observations du HST</a>. Cette découverte a valu le prix Nobel de Physique 2011 à <a href="https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2011/perlmutter/facts/">Paul Perlmutter</a>, <a href="https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2011/schmidt/facts/">Brian Schmidt</a> et <a href="https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2011/riess/facts/">Adam Riess</a>, qui ont mis en évidence cette accélération de l’expansion de l’Univers.</p>
<h2>D’autres découvertes importantes</h2>
<p>Parmi les autres recherches majeures, on notera l’étude des propriétés morphologiques des galaxies de l’Univers jeune, dans le contexte des <a href="https://esahubble.org/images/heic1214a/">champs profonds du HST</a>, l’étude des <a href="https://hubblesite.org/contents/media/images/2021/030/01F9KZX19D6BZJG86J3A3E8FW5">déformations de l’espace-temps</a> par l’effet de <a href="https://esahubble.org/science/gravitational_lensing/">« lentille gravitationnelle »</a> prévu par la relativité générale (et la détermination de la <a href="https://www.cea.fr/comprendre/Pages/matiere-univers/essentiel-sur-matiere-noire.aspx">matière noire</a> associée à ces amas de galaxies), la <a href="https://esahubble.org/images/heic1804b/">détection de l’atmosphère d’exoplanètes</a> (et notamment du système <a href="https://esahubble.org/images/heic1802e/">TRAPPIST</a>), et enfin les conditions de naissance des étoiles (les fameux <a href="https://esahubble.org/images/heic1501c/">Piliers de la Création</a>, figure 1).</p>
<h2>L’héritage scientifique du HST</h2>
<p>En plus de 30 ans, Hubble a fourni plus de 1,4 million d’observations grâce à sa douzaine d’instruments scientifiques dont 5 sont toujours en service, et plus de 17000 publications scientifiques à comité de lecture. Sa base de données (<a href="https://hla.stsci.edu/">Hubble Legacy Archive</a> et <a href="http://hst.esac.esa.int/ehst/">Hubble Science Archive</a>) contient plus de 164 téra-octets de données disponibles pour les chercheurs actuels et des générations à venir. Le <a href="https://hubblesite.org/">hubblesite</a> reste le meilleur point d’entrée pour le grand public avec une navigation agréable vers les <a href="https://hubblesite.org/resource-gallery/images">images</a>, les <a href="https://hubblesite.org/resource-gallery/videos">vidéos</a>, les <a href="https://hubblesite.org/resource-gallery/learning-resources">ressources pédagogiques</a> et les derniers <a href="https://hubblesite.org/science">résultats scientifiques du HST</a> vulgarisés (en anglais). La <a href="https://archive.stsci.edu/missions-and-data/hsla">spectroscopie ultraviolette</a> est l’un des apports majeurs du HST à l’astronomie, puisqu’aucune mission spatiale dans un proche futur ne prévoit d’embarquer un spectrographe ultraviolet. </p>
<p>Néanmoins, le <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/James-Webb_(t %C3 %A9lescope_spatial)">télescope spatial</a> <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/James-Webb_(t %C3 %A9lescope_spatial)"><em>James Webb</em></a> (JWST pour <em>James Webb Space Telescope</em>) de la NASA (avec des <a href="https://sci.esa.int/web/jwst">contributions de l’ESA</a> et de l’Agence Spatiale Canadienne), qui <a href="https://dlmultimedia.esa.int/download/public/videos/2021/11/015/2111_015_AR_EN.mp4">sera lancé le 18 décembre prochain</a>, peut être vu comme son successeur scientifique, mais avec un miroir considérablement plus grand de 6,5 mètres d’envergure. Il observera principalement dans l’infrarouge (de 0,6 à 28 µm) pour pouvoir étudier les objets les plus éloignés ainsi que les objets les moins chauds, complémentant idéalement l’héritage scientifique du HST.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/171524/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Thibault Merle est financé par la Fondation ULB et a reçu des financements du Fonds National de la Recherche Scientifique.</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Alain Jorissen a reçu des financements du Fonds National de la Recherche Scientifique, et de la Politique Scientifique Fédérale belge (notamment programme PRODEX / ESA). </span></em></p>
Au-delà des images oniriques des galaxies lointaines, le télescope spatial Hubble a rendu des services exceptionnels à la science. Tentons de résumer sa carrière.
Thibault Merle, Researcher in Astrophysics, Université Libre de Bruxelles (ULB)
Alain Jorissen, Maître de recherches honoraire, Fonds National de la Recherche Scientifique,, Université Libre de Bruxelles (ULB)
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tag:theconversation.com,2011:article/169400
2021-11-01T18:28:08Z
2021-11-01T18:28:08Z
Détruire des fusées pour protéger la Terre
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/425076/original/file-20211006-26-1kgdsay.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=6%2C0%2C1016%2C725&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Décollage du lanceur Ariane 5 ECA, vol 254, 2021.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://phototheque.cnes.fr/cnes/media/66684">© CNES/ESA/Arianespace/Optique Vidéo CSG/P. Piron</a>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span></figcaption></figure><p>On assimile souvent le missile V2 de la Seconde Guerre mondiale à la première fusée opérationnelle. Depuis, si l’objectif des fusées est devenu plus glorieux, les lanceurs (appellation technique des fusées) restent des objets dangereux : ils sont par nature <a href="https://www.planete-sciences.org/espace/IMG/pdf/vol-de-la-fusee.pdf">instables</a> et chargés de carburant pour pouvoir s’échapper de la gravité terrestre. La « sauvegarde vol » est le métier qui consiste à protéger les environs du site de lancement en faisant par exemple exploser le lanceur s’il dévie de la trajectoire prévue.</p>
<p>La protection assurée par la « sauvegarde vol » est cruciale pour les lancements spatiaux : un accident qui impliquerait une victime sur le sol français ou à l’étranger peut mettre en péril notre autonomie de l’accès à l’espace, qui est un enjeu stratégique européen.</p>
<p>Mais le contexte actuel du secteur spatial en pleine mutation apporte aussi une opportunité de préparer des approches communes entre les différents ports spatiaux, afin de pouvoir autoriser des lancements sur des pas de tirs multiples, et de répondre aux besoins des nouvelles sociétés de microlanceurs, qui tablent souvent sur des cadences de tir élevées pour pouvoir rentrer sur le marché des constellations de satellites.</p>
<h2>Comment marche la sauvegarde en vol</h2>
<p>La sauvegarde en vol a pour objectif la protection des personnes, des biens, de la santé publique et de l’environnement – la « sauvegarde sol » la complète en assurant ce même rôle en amont du décollage. C’est une fonction régalienne assurée au centre spatial guyanais de Kourou, le port spatial de l’Europe, par les équipes du Centre national d’études spatiales. En effet, la France est en charge de la sauvegarde sur son propre territoire, même pour des grands programmes internationaux, car elle se base sur des réglementations nationales propres à chaque pays : en France, on peut citer la <a href="https://www.legifrance.gouv.fr/loda/id/LEGIARTI000035370259/2017-08-05/">réglementation technique</a>.</p>
<p>Le but est d’éviter les incidents ayant des répercussions potentiellement dramatiques sur Terre, du décollage jusqu’à la fin de service de tous ses morceaux, les étages. Pourquoi ? Tout simplement parce que la loi française sanctionne l’homicide même involontaire. Pour qu’un lanceur puisse s’envoler, il lui faut une autorisation de lancement, donnée par la directrice du centre spatial. Pour cela, la condition primordiale est que le niveau de sécurité nécessaire soit présent, indépendamment de la valeur du satellite ou de la taille du lanceur utilisé. On peut citer par exemple 1,65 milliard d’euros pour le programme complet <a href="https://theconversation.com/rendez-vous-dans-sept-ans-a-la-decouverte-de-la-planete-mercure-105898">BepiColombo</a> lancé en octobre 2019.</p>
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<iframe width="440" height="260" src="https://www.youtube.com/embed/3N-aReGyAz4?wmode=transparent&start=0" frameborder="0" allowfullscreen=""></iframe>
<figcaption><span class="caption">Principe de la sauvegarde en vol, expliqué par le centre spatial guyanais.</span></figcaption>
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<p>Un arsenal de moyens est mis en place à chaque lancement avec des radars, des antennes télémesure et télécommande. Le lanceur est complètement autonome pour aller vers sa destination : l’unique commande que l’on peut encore envoyer est la commande « de neutralisation ». C’est un peu comme si la seule pédale disponible pour votre voiture autonome était une pédale d’arrêt d’urgence.</p>
<p>Les opérateurs de la sauvegarde en vol ne sont pas visibles sur les multiples vidéotransmissions de lancement, car ils sont extraits de toute possibilité d’influence externe.</p>
<h2>Lanceurs en perdition : retombées non contrôlées de débris <em>vs</em> neutralisations</h2>
<p>Lors du lancement de FIREFLY Alpha (vidéo ci-dessous), l’équipe de sauvegarde vol des États-Unis <a href="https://www.theverge.com/2021/9/3/22655687/firefly-alpha-rocket-explodes-space-force-first-launch">a pris la décision d’arrêter le vol</a> créant cette gigantesque explosion hollywoodienne.</p>
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<iframe width="440" height="260" src="https://www.youtube.com/embed/NisZvIs4SKk?wmode=transparent&start=0" frameborder="0" allowfullscreen=""></iframe>
<figcaption><span class="caption">Lancement de démonstration du lanceur FIREFLY Alpha, le 2 septembre 2021. L’anomalie amenant à la neutralisation du vol y est visible à partir de 2 minutes 20.</span></figcaption>
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<p>En pratique, l’effet d’une « commande de neutralisation » varie selon le lanceur et la technologie employée. Sur le lancement FIREFLY, l’explosion a permis de contenir les dégâts dans une zone où des débris dangereux peuvent tomber sans danger et de disperser les « ergols » (le carburant des lanceurs) dans l’air, afin de diminuer l’effet toxique qu’ils pourraient avoir en retombant de façon concentrée au même endroit. Le pire est évité et l’échec de la tentative de lancement n’a fait aucune victime.</p>
<p>Une neutralisation peut créer plusieurs catégories de débris différentes. Les débris lourds ont beaucoup d’inertie continuent leur route presque sans perturbation : dans le cas de FIREFLY, on remarque par exemple un morceau qui continue son chemin, quasi imperturbable. Les débris légers ont moins d’énergie, ils s’arrêtent après l’explosion et on les voit planer sur la vidéo au gré du vent. Ils seront déportés ainsi jusqu’à leur retombée au sol. L’intérêt de la destruction à cet instant est que, même si les débris continuent leur chemin, on connaît la distance maximale qu’ils parcourront et on est assuré qu’aucun débris létal ne créera de danger pour les populations environnantes.</p>
<p>À Kourou, la dernière fois que la sauvegarde a dû intervenir sur un lancement, <a href="https://www.esa.int/Newsroom/Press_Releases/Vol_VV15_Resultats_des_investigations_de_la_Commission_d_Enquete_Independante">c’était sur le lancement VEGA VV15 en 2019</a>. Le lanceur et son satellite, après un problème technique sur le deuxième étage du lanceur, ont fini leur course dans l’océan atlantique. Il est impossible de dire avec précision où ces débris auraient atterri sans intervention.</p>
<p>Les principes sauvegarde à l’étranger sont en général bien gardés. Ce que l’état français cherche à éviter avec ces dispositifs de neutralisation, ce sont des conséquences qui peuvent parfois devenir internationales. Regardons le cas du lanceur chinois <em>Long March 5B</em> : en mai 2020, un signalement de <a href="https://www.theguardian.com/science/2021/may/08/chinese-rocket-space-junk-long-march-5gb">débris attribués à une fusée Long March 5B</a> est fait, heureusement sans victimes ; un an plus tard, le <a href="https://www.theguardian.com/science/2021/may/09/chinese-rocket-debris-earth-indian-ocean">même modèle finissait sa course sans dégâts dans l’océan indien</a>. Un peu avant cela, sur son propre territoire, c’était un modèle <a href="https://www.youtube.com/watch?v=VFyFpo3iTqc"><em>Long March 3B</em></a> que la presse internationale signalait comme étant retombé sur un village rural, <a href="https://www.cnbc.com/2019/11/26/chinese-rocket-crushes-houses-after-government-warning-to-residents.html">sans victimes selon les autorités locales</a>.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/destruction-dun-satellite-russe-de-nouveaux-debris-menacent-la-station-spatiale-internationale-151789">Destruction d’un satellite russe : de nouveaux débris menacent la Station Spatiale Internationale</a>
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<h2>La préparation du futur, un enjeu économique et technique</h2>
<p>Le secteur des lancements spatiaux est maintenant <a href="http://www.senat.fr/rap/r19-131/r19-1312.html">devenu ultra-concurrentiel</a> avec l’arrivée de nouveaux acteurs tels que SpaceX et d’une multitude de start-up développant de plus petits modèles de lanceurs en vue de pénétrer le <a href="https://www.lepoint.fr/economie/arianespace-se-prepare-a-repondre-au-marche-en-forte-croissance-des-microsatellites-04-05-2018-2215996_28.php">marché foisonnant des mini- et micro-satellites</a>. Pour ces nouveaux types de lanceurs, plus petits que ceux utilisés actuellement, dont certains européens, le centre spatial guyanais est une piste sérieuse comme base principale ou secondaire.</p>
<p>Mais les initiatives se multiplient également du côté des bases de lancement pour créer des lieux d’accueil supplémentaires. Voici ci-dessous une carte montrant quelques-unes de ces initiatives de partenariat sur le continent européen.</p>
<iframe src="https://www.google.com/maps/d/embed?mid=17K7jq-DZoDJaXNk2vwHo5e2R3Vgkj9Bd" width="100%" height="480"></iframe>
<p>Les équipes de « sauvegarde vol » vont donc aussi bientôt accompagner ces nouveaux lanceurs. Une option est de développer la « sauvegarde autonome », avec des kits embarqués qui automatisent le travail réalisé habituellement par les équipes humaines qui suivent un entraînement rigoureux pour chaque lancement au sol – par exemple <a href="https://eu.floridatoday.com/story/tech/science/space/2017/03/11/spacex-autonomous-flight-safety-system-afss-kennedy-space-center-florida-falcon9-rocket-air-force-military/98539952/">AFTS</a> aux États-Unis et <a href="https://cnes.fr/fr/lanceurs-kassav-2-sur-la-piste-dune-sauvegarde-automatisee">KASSAV2</a> du CNES.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/429356/original/file-20211029-21-1sgzoaq.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/429356/original/file-20211029-21-1sgzoaq.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/429356/original/file-20211029-21-1sgzoaq.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=424&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/429356/original/file-20211029-21-1sgzoaq.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=424&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/429356/original/file-20211029-21-1sgzoaq.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=424&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/429356/original/file-20211029-21-1sgzoaq.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=533&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/429356/original/file-20211029-21-1sgzoaq.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=533&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/429356/original/file-20211029-21-1sgzoaq.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=533&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Salle d’entraînement de l’équipe de sauvegarde.</span>
<span class="attribution"><span class="source">©CNES</span>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span>
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<p>Le passage d’un suivi et d’une prise de décision humaine à des processus automatisés n’est pas facile : de façon peut-être contre-intuitive, le délai de réaction plus lent des humains présente une valeur ajoutée pour l’analyse de situations complexes. L’introduction de systèmes automatisés passe donc obligatoirement par l’utilisation simultanée sur des lancements de la solution humaine et automatisée. De plus, les causes racines amenant aux échecs en vol n’ont bien souvent pas été envisagées lors du développement. Il est par nature difficile de prévoir ce qui ne va pas marcher. C’est au gré des différents échecs que ces problèmes techniques sont identifiés et été réparées. Plus on rate de lancements… plus les lancements deviennent sûrs.</p>
<h2>Les petits lanceurs</h2>
<p>Pour ce qu’on appelle les « microlanceurs » (inférieurs à 30 mètres de haut), la sauvegarde est un vrai casse-tête. Les contraintes de performances et de coûts peuvent vite devenir rédhibitoires. Tout poids supplémentaire imposé par des contraintes de sécurité est très pénalisant. De plus, la recherche permanente de la réduction des coûts peut amener à utiliser de produits génériques plutôt que d’investir dans le développement d’une nouvelle solution. Mais un produit provenant d’un pays étranger n’est pas toujours directement utilisable dans un autre, où les besoins techniques peuvent changer. Le diable est, comme toujours, dans les détails.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/169400/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Vincent Bertrand-Noël travaille pour le CNES à Kourou en tant que responsable sauvegarde vol. </span></em></p>
Lancer des fusées reste risqué malgré toutes les précautions. Que se passe-t-il si ça tourne mal ?
Vincent Bertrand-Noel, Ingénieur Spécialiste Sauvegarde Vol, Centre national d’études spatiales (CNES)
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