Une étudiante a découvert 17 exoplanètes dont une qui pourrait être habitable

La mission Kepler a permis de découvrir de nombreuses exoplanètes. Et même si elle a pris fin en 2018, les données recueillies continuent de livrer des secrets. Aujourd'hui, une étudiante dévoile 17 candidates exoplanètes parmi lesquelles une potentiellement habitable.

Elle s'appelle Michelle Kunimoto. Elle est étudiante à l'université de Colombie britannique (Canada). Et en fouillant des données de la mission Kepler (Nasa) accessibles au public, elle vient d'identifier ce qui pourrait être 17 nouvelles exoplanètes. La découverte doit encore être confirmée.

« À chaque fois qu'une planète passe devant son étoile, elle bloque une partie de la lumière qui nous parvient de cette étoile. Je cherchais donc des signes de ces diminutions de luminosité », explique l'étudiante en physique dans un communiqué de l’université de Colombie britannique. Ce que les astronomes appellent la méthode du transit planétaire. Et Michelle Kunimoto a ainsi pu débusquer 17 planètes probables. L'une ne ferait que les deux tiers de la taille de la Terre. Elle serait la plus petite planète jamais découverte à l'aide de Kepler.

Sur cette illustration, les tailles des 17 candidates exoplanètes découvertes par l’étudiante de l’université de Colombie britannique (Canada). En vert, KIC-7340288 b, une planète dans la zone habitable de son étoile. © Michelle Kunimoto, Université de Colombie britannique 

Une exoplanète dans une zone habitable

Mais une autre de ces exoplanètes attire toutes les attentions. Elle a été baptisée KIC-7340288 b. Une planète d'environ une fois et demie la taille de notre Terre. Assez petite donc pour être une planète rocheuse comme la nôtre. Et qui se trouve en plus dans la zone habitable de son étoile. Une « découverte excitante », selon Michelle Kunimoto car, pour l'heure, les données de Kepler n'ont révélé que 15 petites planètes dans une zone habitable.

KIC-7340288 b se situe à environ 1.000 années-lumière de notre Système solaire. Elle reçoit un tiers de la lumière que nous recevons du Soleil. Et elle tourne autour de son étoile en 142 jours et demi, à une distance de 0,444 unité astronomique, soit environ 66,6 millions de kilomètres. C'est juste un peu plus que Mercure.

POUR EN SAVOIR PLUS

Un lycéen stagiaire à la Nasa découvre une exoplanète avec deux soleils

TOI 1338 b n'est pas la première exoplanète connue pour être en orbite autour de deux étoiles ni le premier cas découvert de transit planétaire autour d'une étoile binaire. Mais le satellite Tess de la Nasa vient bel et bien d'égaler sur ces points son prédécesseur, le célèbre Kepler. Cependant, l'exoplanète est probablement une planète gazeuse, mais elle doit, peut-être, posséder des doubles couchers de soleil comme la célèbre Tatooine de Star Wars.

Article de Laurent Sacco paru le 12/01/2020

Une vue d'artiste de Kepler 16b éclipsant Kepler 16A et Kepler 16B qui s'éclipsent elles-mêmes. © Nasa, JPL-Caltech, R. Hurt 

Le Transiting Exoplanet Survey Satellite (Tess) est décidément le digne successeur de Kepler pour la chasse aux exoplanètes. Comme lui, la Nasa lui a associé un projet de science citoyenne : Planet Hunters TESS. Il permet à tout un chacun de consulter les courbes de lumière détectées par Tess pour tenter d'y mettre en évidence une baisse périodique et bien caractéristique de la luminosité des étoiles surveillées à l'occasion de multiples transits planétaires.

En effet, lorsque qu'une exoplanète passe à répétition devant son étoile hôte, elle en bloque une partie de la lumière. Tess, tout comme Kepler, observe donc un creux périodique et d'une profondeur donnée dans la courbe de l'intensité de la lumière de l'étoile surveillée, ce qui donne la période de l'orbite de l'exoplanète mais indique aussi sa taille. Un phénomène similaire s'obtient avec deux étoiles de luminosité différentes formant un système binaire et qui s'éclipsent l'une l'autre pour un observateur terrestre.

En conséquence, si plusieurs transits de différentes corps célestes se produisent dans un système, que ce soient des étoiles ou des planètes, ils laisseront plusieurs creux espacés dans le temps de différentes périodes et tailles dans une courbe de lumière.

Tess comme Kepler, observe des courbes de lumière pour des étoiles, qu'elles soient seules ou dans un système binaire. Ici, une illustration du transit planétaire de l'exoplanète TOI 1338 b orbitant essentiellement dans le même plan que celui des composantes de l'étoile double TOI 1338. Les baisses de la luminosité (Brightness) caractéristiques dans la courbe de lumière sont bien visibles dans cette animation. © Nasa's Goddard Space Flight Center, Chris Smith (USRA)

TOI 1338 b, l'exoplanète découverte par un lycéen

C'est de cette manière qu'un lycéen états-unien de la Scarsdale High School de New York, Wolf Cukier, a fait la découverte d'une exoplanète en orbite autour de deux étoiles. Il était chargé pour un stage d'été au Goddard Space Flight Center à Greenbelt (Maryland) d'examiner de plus près les candidats intéressants déjà repérés par les internautes dans les données publiques de Tess. « Je cherchais dans les données tout ce que les volontaires avaient signalé comme une binaire à éclipses, un système où deux étoiles tournent l'une autour de l'autre, et s'éclipsent de notre point de vue à chaque orbite... Environ trois jours après le début de mon stage, j'ai vu un signal provenant d'un système appelé TOI 1338. Au début, je pensais que c'était une éclipse stellaire, mais le timing n'était pas le bon. C'était une planète », explique le jeune étudiant dans le communiqué de la Nasa.

Rappelons que TOI est une abréviation pour Tess Objects of Interest en anglais, ce qui peut se traduire par « Objet intéressant de Tess » et sert à nommer un astre dans le catalogue des observations de Tess. L'exoplanète découverte par les internautes et Wolf Cukier s'appelle donc TOI 1338 b et son étoile hôte, qui est en fait une étoile double, TOI 1338. Les deux étoiles qui la constituent bouclent une orbite l'une autour de l'autre en 15 jours. Ce système se trouve à 1.300 années-lumière du Soleil en direction de la constellation du Peintre. C'est aussi dans cette constellation que l'on peut faire de véritables films des mouvements d'une autre exoplanète autour de l'étoile Bêta Pictoris (β Pic), comme l'avait expliqué à Futura récemment l'astronome du Seti Institut Franck Marchis.

Une présentation de TOI 1338 b. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Nasa's Goddard Space Flight Center

Des Tatooines à profusion dans deux ans avec Tess ?

Ce qui est fascinant avec la découverte de TOI 1338 b -- bien que ce ne soit pas la première du genre depuis plus de 10 ans comme Futura l'expliquait dans l'article précédent ci-dessous consacré à une trouvaille similaire de Kepler--, c'est que la réalité se rapproche une fois de plus de la fiction. Un observateur sur TOI 1338 b voit en effet probablement voir des doubles couchers de soleil chaque jour comme dans le cas des héros de Star Wars sur la fameuse planète Tatooine (à moins que l'exoplanète soit en rotation synchrone). Toutefois, TOI 1338 b est 6,9 fois plus large que la Terre, ce qui la rend comparable en taille avec Neptune et Saturne et laisse penser qu'il s'agirait peut-être d'une géante gazeuse.

L'existence de TOI 1338 b a été confirmée de deux façons. L'une d'elles a consisté à utiliser la seconde méthode principale de détection d'une exoplanète, celle des vitesses radiales, à partir notamment de données déjà archivées concernant des observations au sol. Les mécaniciens célestes en ont conclu que l'orbite de TOI 1338 b est relativement stable pour au moins 10 millions d'années mais les perturbations gravitationnelles des étoiles de TOI 1338 font évoluer les paramètres orbitaux de TOI 1338 b, de sorte que l'on ne pourra plus observer de transits planétaires après novembre 2023. Mais ils reviendront huit ans plus tard.

Les astrophysiciens ont aussi utilisé un logiciel appelé Eleanor, du nom d’Eleanor Arroway, le personnage central de Contact, le roman de Carl Sagan, pour confirmer que les transits étaient réels et non le résultat d'artéfacts instrumentaux. De tels transits dans un système avec une étoile double sont en effet difficiles à mettre en évidence de façon solide et surtout, ils sont biaisés car on n'a tendance à détecter que les grosses planètes car elles bloquent plus de lumière que les petites. Ainsi, Kepler n'a mis en évidence qu'une dizaine de systèmes comparables à TOI 1338 dans la Voie lactée.

Avec sa sensibilité accrue et son programme de recherche sur des millions d'étoiles dans la Voie lactée, Tess devrait observer des centaines de milliers de binaires à éclipses au cours de sa mission initiale de deux ans. Ces étoiles doubles devraient probablement posséder aussi des planètes circumbinaires et le nombre de découvertes à leur sujet devraient augmenter significativement. On verra bien...

Kepler a découvert une "Tatooine" avec deux couchers de Soleil

Article de Laurent Sacco publié le 16/09/2011

Ce n'est pas la première planète connue pour être en orbite autour de deux étoiles mais le cas de Kepler 16b est sans doute le plus convainquant et le plus solide. Surtout, il s'agit du premier transit planétaire autour d'une étoile binaire. C'est une planète gazeuse, pas une vraie Tatooine, mais cela renforce la conviction qu'il doit bien en exister dans la Voie lactée.

Comme son nom l'indique, l'exoplanète Kepler 16b a été découverte par les instruments de Kepler. Ce n'est pas la première fois que l'on pense avoir observé une exoplanète autour d'une étoile binaire, il y avait déjà eu au moins un précédent avec, par exemple, le système de γ Cephei. Mais les observations effectuées ici avec la méthode du transit planétaire semblent vraiment robustes.

Initialement, les astronomes n'ont vu en premier qu'une série d'éclipses périodiques dans le cas de l'étoile baptisée aujourd'hui Kepler 16. Il s'agissait donc d'un système binaire observé par la tranche, comme on en connaît depuis longtemps. Située à environ 200 années-lumière du Système solaire dans la zone de la voûte céleste où se trouvent les 150.000 étoiles surveillées par photométrie par Kepler, cette étoile double s'est révélée encore plus intéressante quand on a examiné de plus près sa courbe de luminosité.

Les astronomes ont en effet constaté qu'il y avait des petites éclipses supplémentaires, même lorsque les étoiles n'étaient pas sur la même ligne de visée, révélant la présence d'un troisième corps en orbite. Il s'agissait bel et bien d'une exoplanète.

Le système de Kepler 16 exhibe des baisses périodiques de luminosité (brightness). Cela s'explique principalement par des éclipses périodiques des étoiles de ce système binaire l'une par l'autre comme le montre ce schéma. Une autre composante similaire mais bien moins prononcée n'a pas été montrée. Elle correspond aux transits planétaires de Kepler 16b devant Kepler 16A et Kepler 16B. © Nasa 

Cette découverte aurait certainement fait plaisir à Carl Sagan puisque l'équipe à l'origine de l'article publié dans Science (donné en lien ci-dessous) a été dirigée par un membre du Seti Institute, Laurance Doyle.

On est donc en présence d'une planète où il est possible d'observer des doubles couchers de Soleil, faisant inévitablement penser à la Tatooine de Star Wars. Depuis un certain temps déjà, des observations indirectes laissaient penser que de telles planètes devaient être communes dans la Voie lactée, mais il s'agit là d'une observation directe, même si aucune image de la planète n'est encore disponible.

Une comparaison entre la taille de notre Système solaire et celle du système de Kepler 16. Les tailles des étoiles Kepler 16A et Kepler 16B ne sont pas à l'échelle de la taille des orbites mais le sont quand on les compare au Soleil en bas à droite. © Nasa 

Pas encore une vraie Tatoouine

On n'est pas encore en présence d'une vraie Tatooine pour le moment car l'exoplanète découverte est à moitié gazeuse, avec une masse qui l'apparente à Saturne. Mais cela prouve qu'il devrait en exister une dans la Galaxie, surtout que l'on sait que des Arrakis ne sont probablement pas rares dans la Voie lactée. La réalité est donc en train de rattraper la fiction, à quand la découverte du monolithe noir d'Arthur Clarke ?

Kepler 16b ne semble de toute façon pas être habitable, pas même pour d'éventuelles lunes car elle se trouve en dehors de la zone d'habitabilité. Elle orbite autour d'une naine jaune de type K, la plus massive, elle-même en couple avec une naine rouge cinq fois moins massive que notre Soleil.

« Le satellite Kepler de la Nasa a fait la première détection d'une planète en orbite autour de deux étoiles. À environ 200 années-lumière de notre Système solaire, la planète Kepler 16b orbite autour de deux des 150.000 étoiles que la sonde surveille entre les constellations du Cygne et de la Lyre. Kepler a détecté la planète directement au moyen d'un transit planétaire, un événement où la luminosité d'une étoile diminue en raison du passage d'une planète devant elle. Les planètes en orbite autour d'étoiles doubles sont un sujet de prédilection des écrivains de science-fiction depuis longtemps, la plus célèbre étant celle du premier Star Wars en 1977, qui montrait un double coucher de Soleil vu depuis la planète fictive de Tatooine.

Jusqu'à présent, les astronomes n'étaient pas certains que de tels systèmes planétaires pouvaient réellement exister. Avec Kepler 16, ils ont confirmé que le double coucher de Soleil contemplé par Luke Skywalker est possible. La planète Kepler 16b est froide, gazeuse, et environ de la taille de Saturne. Les étoiles sont à la fois plus petites que le Soleil et plus jeunes que notre Système solaire d'environ 2 milliards d'années. Elles orbitent en s'éclipsant l'une l'autre tous les 41 jours de notre point de vue. La planète Kepler 16b orbitant elle autour de deux étoiles, tous les 229 jours.

Elle est hors de la zone habitable des étoiles, qui est la région où les températures permettent à l'eau liquide d'exister à la surface de la planète. Étant faite de gaz, Kepler 16b ne peut probablement pas abriter la vie, mais certains indices disent que des planètes rocheuses avec des doubles couchers de Soleil sont communes dans notre Galaxie. Et la découverte de ces indices par la mission Kepler aide à transformer la science-fiction en une réalité scientifique. »

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/astronomie-etudiante-decouvert-17-exoplanetes-pourrait-etre-habitable-33455/?fbclid=IwAR08fNe6gEVbeVok27fHhVvLHzyBH-SM1S-Ro4x5nldxd3rK4QbwMjl8ZMQ#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura

Le grand astéroïde Vesta a eu une activité volcanique durant 30 millions d'années

De nouvelles mesures concernant des météorites en provenance de l'astéroïde Vesta laissent penser que de nombreuses coulées de lave y étaient produites par des volcans pendant au moins les 30 premiers millions d'années de son existence. C'est plus long que ce que prévoyaient des modèles et incite à repenser l'histoire du volcanisme précoce dans le Système solaire il y a plus de 4,5 milliards d'années.

Lorsque l'astronome allemand Heinrich Olbers a découvert le 29 mars 1807 l'astéroïde Vesta, il ne pouvait pas se douter qu'il serait un jour visité par un émissaire de l'Humanité, la sonde Dawn de la Nasa qui l'a étudié de près, de juillet 2011 à août 2012, avant de partir en direction de la planète naine Cérès. Dawn a révélé une surface fortement cratérisée pour ce corps céleste qui est devenu le plus grand des astéroïdes de la ceinture principale du Système solaire entre Mars et Jupiter. Ce titre était autrefois détenu par Cérès avant qu'on ne le requalifie en planète naine.

Olbers ne pouvait pas savoir non plus qu'avec une taille moyenne d'environ 530 kilomètres, Vesta serait considéré au XX^e siècle comme un représentant fossile des planétésimaux, ces petits corps célestes dont les tailles sont grossièrement comprises entre 10 et 1.000 kilomètres et qui ont été introduits dans les théories cosmogoniques des planètes, d'abord par Chamberlin et Moulton, et surtout par la suite par Viktor Safronov. C'est en entrant en collision sous l'effet de leurs forces d'attraction gravitationnelle que les planétésimaux ont donné naissance aux embryons de planètes puis aux planètes elles-mêmes. On saisit donc tout l'intérêt de l'étude de Vesta par Dawn pour comprendre plus finement la genèse du Système solaire il y a environ 4,56 milliards d'années.

Une animation en 3D de la surface de Vesta. © Nasa Visualization Technology Applications and Development (VTAD)

Des météorites analogues aux basaltes sur Terre

Dawn a confirmé par ses analyses spectrales de la composition minéralogique de la surface de Vesta ce que l'on savait déjà à partir d'instruments similaires équipant les télescopes terrestres depuis des décennies, à savoir la présence de roches ignées témoins d'une activité volcanique et magmatique passée. Mieux, les spectres obtenus sont très semblables à ceux d'un groupe de trois types de météorites achondrites bien connues sur Terre depuis longtemps et dont la provenance, en raison notamment de la similarité des spectres, était déjà attribuée à Vesta, les météorites HED (pour Howardites-Eucrites-Diogénites).

Les eucrites sont très similaires aux basaltes que l'on peut trouver sur Terre, par exemple sous la forme des coulées de lave des volcans hawaïens. Elles sont essentiellement constituées de petits cristaux de pyroxène et de plagioclase, ce qui implique un refroidissement rapide alors que les diogénites, également constituées de pyroxène et de plagioclase, avec un peu d'olivine, ont des cristaux de taille nettement supérieure. Ce qui implique un refroidissement bien plus lent et suggère donc que les diogénites proviennent des profondeurs de Vesta et qu'elles ont été excavées par de très violents impacts, ceux-là mêmes qui ont formé les grands cratères à la surface de Vesta. Les howardites sont, elles, des brèches composées de fragments d'eucrites et de diogénites, avec parfois quelques chondres carbonés.

Les météorites HED (howardites-eucrites-diogénites) sont un grand groupe de météorites qui proviendraient de Vesta, une hypothèse qui est cohérente avec les observations actuelles de Dawn. Les eucrites sont des laves cristallisées qui ont la composition du basalte, le type de lave le plus courant sur Terre. Les eucrites QUE 97053 (à gauche) et EET 90020 (à droite), illustrées ici, ont été récupérées en Antarctique. Ces images sont de fines tranches de météorites vues au microscope polarisant. Les barres blanches des images, d'une longueur de 2,5 mm chacune, indiquent l'échelle. Lorsque la lumière polarisée passe à travers de fines tranches de roche, les minéraux ont des couleurs différentes. Des eucrites comme celles-ci représentent une partie de la surface de Vesta. Leurs compositions peuvent être comparées aux observations de divers instruments à bord de Dawn. © Nasa 

Les eucrites ont donc été émises par une activité volcanique importante puisqu'une bonne partie de la surface de Vesta en est couverte. Complétées par l'étude du champ de gravité de Vesta par Dawn, toutes ces données indiquent que l'astéroïde est un corps différencié, comme la Terre, possédant un noyau dense de nickel et de fer dont le diamètre serait compris entre 214 et 226 kilomètres, un manteau et une croûte. On peut donc considérer que Vesta a conservé figé un aperçu de la façon dont les corps planétaires rocheux, y compris la Terre, se refroidissaient, se solidifiaient et se formaient au cours des premières dizaines de millions d'années de l'histoire du Système solaire.

Maintenant, il faut savoir qu'on a de bonnes raisons de penser que bien des planétésimaux au début de l'histoire du Système solaire ont été chauffés fortement et rapidement, au point de développer des volcans, essentiellement par la désintégration d'un isotope de l'aluminium à courte durée de vie, l'aluminium 26. Il aurait été produit par l'explosion d'une étoile en supernova, dont l'onde de choc aurait provoqué l'effondrement de la nébuleuse protosolaire qui allait devenir le jeune Soleil entouré d'un disque protoplanétaire, dans lequel se retrouvait l'isotope radioactif de l'aluminium. Plus le contenu en ²⁶Al des corps rocheux était important, donc leur taille, plus la production de chaleur était importante.

Une coupe de l'eucrite Northwest Africa 1836 trouvée au Maroc. © Meteorites Australia, www.meteorites.com.au. 

Des poches survivantes d'un océan de magma

Des planétologues cosmochimistes de l'Université Curtin en Australie-Occidentale viennent de faire parler des eucrites trouvées en Antarctique en les datant plus précisément par spectrométrie de masse au moyen des abondances des isotopes ⁴⁰Ar/³⁹Ar, une méthode de datation radiométrique dite Argon-Argon, qui affine la méthode de datation par le potassium-argon. Les résultats de cette étude ont été publiés dans la revue Geochimica et Cosmochimica Acta.

Le professeur Fred Jourdan, de l'école des sciences de la Terre et des planètes de l'Université Curtin, explique certains des résultats en ces termes dans un communiqué de l'Université :

« Les données ont révélé que Vesta était volcaniquement active pendant au moins 30 millions d'années après sa formation initiale, qui s'est produite il y a 4.565 millions d'années. Bien que cela puisse sembler court, c'est en fait beaucoup plus long que ce que la plupart des autres modèles numériques prédisaient, c'était inattendu pour un si petit astéroïde. »

Pour cette raison, Fred Jourdan ajoute : « Considérant que tous les éléments radioactifs fournissant de la chaleur se seraient complètement désintégrés à ce moment-là, nos recherches suggèrent que des poches de magma devaient avoir survécu sur Vesta, et étaient potentiellement liées à un océan de magma partiel en refroidissement lent situé à l'intérieur de la croûte de l'astéroïde. »

Trudi Kennedy, collègue de Fred Jourdan, ajoute également : « Nos données consolident l'hypothèse selon laquelle les premières coulées de lave des éruptions sur Vesta ont été enfouies profondément dans sa croûte par des coulées de lave plus récentes, essentiellement en se superposant les unes sur les autres. Elles ont ensuite été "cuites" par la chaleur du manteau de la protoplanète, modifiant les roches... C'est très excitant pour nous, car nos mesures apportent de nombreuses nouvelles informations sur les 50 premiers millions d'années environ de l'histoire ancienne de Vesta, que tous les futurs modèles devront désormais prendre en compte. Cela laisse également penser maintenant que si le volcanisme pouvait durer plus longtemps qu'on ne l'imaginait sur une protoplanète, alors peut-être que le volcanisme sur la Terre primitive elle-même aurait pu être plus énergétique que nous ne le croyons actuellement. »

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/vesta-grand-asteroide-vesta-eu-activite-volcanique-durant-30-millions-annees-50146/?fbclid=IwAR2T2HZxtXzN32SWkwk6g7K1D9udVq2Z5iiLo7WOtOx6-n79MrWWEXauYSM#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura

Nasa : regardez la mise à feu spectaculaire du système de sauvetage des astronautes

Publié le 27/02/2020 à 18h05

Quand les astronautes de la Nasa partiront pour la Lune lors de la future mission Artémis, ils pourront compter sur le « Launch Abort System » ou LAS, situé sur la capsule Orion, en cas de pépin au décollage.

Le 25 février dernier, la Nasa a testé, avec succès, le moteur contrôlant l'attitude (ACM), construit par Northrop Grumman. Ce dernier a fait flamber de façon spectaculaire ses réacteurs pendant 30 secondes. C'était le dernier des trois tests pour qualifier ce moteur.

Le LAS est composé de trois moteurs : un premier (abort motor) qui éloigne le module d'équipage du lanceur, le moteur ACM qui oriente ensuite le moteur de largage (jettinson motor) s'enflamme pour séparer le LAS de la capsule Orion. Un parachute s'ouvrira alors pour ramener les astronautes sur Terre, sains et saufs.

Tous les moteurs du LAS ont fini leur phase de test et ils doivent encore être testés avant le début de la mission Artémis II, prévue pour 2022-2023, laquelle précède Artémis III qui enverra la première femme sur la Lune en 2024.

Le test spectaculaire du moteur contrôlant l'attitude du LAS sur la capsule Orion. © Nasa, Northrop Grumman 

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/breves/nasa-nasa-regardez-mise-feu-spectaculaire-systeme-sauvetage-astronautes-2048/?fbclid=IwAR0fGGDIaB3Uv4kfnpCsciKijkSGMGxhaE-51EklBCJ38u2r_Zj8Sg7DKl8#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura

Amarrage historique entre deux satellites à 36.000 km d'altitude !

Une nouvelle ère s'ouvre. Le remorqueur spatial MEV-1 et le satellite Intelsat 901 ne font qu'un. Lors d'une manœuvre inédite en orbite géostationnaire, le MEV-1 de Northrop Grumman s'est amarré au satellite de télécommunications pour prendre son contrôle et lui prolonger sa durée de vie de cinq ans.

Le remorqueur spatial MEV-1 de Northrop Grumman, lancé en octobre 2019, s'est amarré au satellite de télécommunications Intelsat 901 de façon à démontrer qu'il est possible de prolonger la durée de vie des satellites et maximiser ainsi leur durée d'exploitation et les revenus générés. Une manœuvre historique qui ouvre une nouvelle ère de l'exploitation commerciale des satellites.

Intelsat 901 n'est pas un satellite en panne. Il était simplement proche de la panne sèche. Une situation qui avait poussé Intelsat a décidé de remorquer son satellite. En prévision de cet amarrage, l'orbite du satellite a été augmentée de près de 300 kilomètres en décembre 2019 d'où a eu lieu l'amarrage entre le satellite et le remorqueur spatial MEV-1. La manœuvre a été réalisée mardi 25 février, à 7 h 15 TU. Le remorqueur s'est arrimé au niveau de la tuyère du moteur d'apogée du satellite et a pris le relais de la propulsion, le contrôle d'attitude du satellite. Il réalisera toutes les manœuvres orbitales nécessaires au bon pointage et positionnement d'Intelsat 901.

Une nouvelle vie pour Intelsat 901

Après des vérifications d'usage, pour s'assurer que l'amarrage et la prise du contrôle du satellite se sont bien déroulés, le MEV-1 se déplacera vers la position 27,5 degrés Ouest pour remettre Intelsat 901 en service actif d'ici la fin du mois de mars. Maintenant débute une période de cinq ans pendant laquelle le MEV-1 fournira ses services d'extension de vie avant de le ramener sur l'orbite cimetière des satellites géostationnaires où il sera mis hors service définitivement.

À la suite de cette première mission de démonstration, le remorqueur spatial dépannera un autre satellite, et certainement un troisième si aucun problème technique perturbe son fonctionnement. Comme le souligne Northrop Grumman, MEV-1 a été conçu pour une durée de vie d'au moins 15 ans et plusieurs amarrages. Ce remorqueur spatial de démonstration préfigure la génération suivante capable d'autres services comme le changement d'inclinaison, l'inspection en haute définition ainsi que l'utilisation de bras robotiques pour effectuer des réparations, de l'assemblage et du changement de pièces.

Un second MEV sera lancé par une Ariane 5 dans le courant de l'année pour une mission de remorquage d'un autre satellite de télécommunications d'Intelsat.

POUR EN SAVOIR PLUS

La mission MEV est en route pour dépanner un satellite. Une première

Article de Rémy Decourt publié le 10/10/2019

International Launch Services a lancé avec succès un satellite de télécommunications et le remorqueur spatial MEV (Mission Extension Vehicle). Ce véhicule inédit doit s'amarrer à Intelsat 901, un satellite de télécommunications en orbite depuis 2001. L'objectif de ce premier MEV est de prendre le contrôle du satellite et de démontrer qu'il est possible d'augmenter sa durée de vie de plusieurs années.

Parmi les différents projets de services en orbite, le remorqueur spatial MEV-1 de Northrop Grumman est le premier à débuter son service opérationnel. Il a été lancé hier depuis le cosmodrome de Baïkonour, au Kazakhstan, à l'aide d'un lanceur russe Proton M / Breeze M pour le compte d'International Launch Services (ILS). À bord du lanceur, se trouvait aussi le satellite de télécommunications Eutelsat 5 West.

MEV-1 doit rejoindre le satellite de télécommunications Intelsat 901, sur orbite géostationnaire (36.000 kilomètres) depuis juin 2001. Il est aujourd'hui en fin de vie dans le sens où ses réserves en ergols sont quasiment épuisées. Le peu qui reste va être utilisé pour l'envoyer sur une orbite cimetière, 300 kilomètres plus haut. Il s'agit d'un lieu où les satellites en fin de vie ne sont plus un risque pour ceux en activité sur l'orbite géostationnaire.

Le rendez-vous avec le MEV et Intelsat 901 est prévu dans le courant du mois de janvier 2020. Il aura lieu sur cette orbite cimetière pour éviter d'endommager les satellites actifs au cas où une collision entre les deux satellites les ferait dérailler et générerait des débris spatiaux. Le remorqueur s'arrimera au satellite au niveau de la tuyère du moteur d'apogée. Une fois arrimé, le MEV prendra le relais de la propulsion et du contrôle d'attitude du satellite pour l'assurer durant plusieurs années.

Avant et après l'amarrage plusieurs manœuvres de manœuvrabilité et de stop and go sont prévues. Dès que les contrôleurs au sol de Northrop Grumman et d'Intelsat auront la certitude que le MEV a bien pris le contrôle d'Intelsat 901, le satellite de télécommunications sera redescendu sur l'orbite géostationnaire et pourra de nouveau fournir ses services de télécommunications. Le MEV restera amarré à Intelsat 901 tout au long de cette extension de la mission et réalisera les corrections de trajectoire nécessaires.

Test au sol de la procédure d'amarrage du MEV avec le satellite qui s'arrimera au niveau de la tuyère du moteur d’apogée du satellite. © Northrop Grumman 

Une première à plus de 36.000 kilomètres !

Cet amarrage sera le premier jamais réalisé entre deux satellites en orbite géostationnaire. La manœuvre n'est pas anodine. Au-delà de la performance technique de s'amarrer à un satellite qui n'a pas été conçu pour cela, puis de prendre le contrôle de ses fonctions GNC (Guidage, Navigation and Control), le MEV doit démontrer qu'il est possible de prolonger la vie des satellites de façon à maximiser la durée de leur exploitation et générer de nouveaux revenus.

L'opération doit offrir à Intelsat 901 un gain de vie supplémentaire d'au moins deux ans mais cinq années sont visées. Une seconde mission MEV (MEV-2) a déjà été annoncée. Elle est prévue dans le courant de l'année 2020 et concerne un autre satellite d'Intelsat, également en fin de vie, dont l'identité n'a pas encore été précisée. Et on ne sait pas si le rendez-vous et l'amarrage se feront à l'endroit où se trouve actuellement le satellite, et donc sans interruption des services du satellite.

Ravitailler un satellite en vol, ce sera bientôt possible avec le MEV

Article de Rémy Decourt publié le 25/04/2016

Les satellites en orbite géostationnaire ont une durée de vie souvent liée à l'épuisement des ergols, ce qui contraint à les dégager sur une orbite cimetière alors qu'ils sont toujours en parfait état de fonctionnement. Une situation cocasse qu'Orbital ATK souhaite corriger en développant un module autonome, le MEV, qui viendrait, en quelque sorte, ravitailler les satellites. Un premier contrat a été signé avec Intelsat pour prolonger de cinq ans la durée de vie d'un de ses satellites de télécommunications.

La baisse des prix de l'accès à l'espace n'est pas le seul enjeu pour renforcer son attractivité commerciale. La réduction des coûts de l'utilisation des satellites en orbite est également un sujet de préoccupation pour les opérateurs. Si SpaceX et Arianespace font le pari d'y parvenir d'ici quelques années, l'un avec sa future gamme de lanceurs réutilisables (Falcon 9, Falcon Heavy), l'autre avec la famille de lanceurs Ariane 6, Orbital ATK veut croire qu'il est possible de prolonger la durée de vie d'un satellite et donc d'abaisser ses coûts d'utilisation.

Compte tenu des normes et des critères élevés imposés à la construction des satellites, ceux qui sont en orbite géostationnaire ont une durée de vie souvent liée à l'épuisement des ergols, ce qui contraint leur propriétaire à les dégager sur une orbite cimetière alors qu'ils sont en parfait état de fonctionnement. Autrement dit, si un satellite n'est pas technologiquement dépassé, un opérateur a tout intérêt à prolonger sa durée de vie plutôt que de financer la construction et le lancement d'un nouveau pour le remplacer. D'où l'idée, ancienne, d'amarrer un satellite pour augmenter la durée de vie de ceux arrivés en fin de vie, et de se substituer à certaines fonctions.

Pour ce service en orbite, Orbital ATK relance le projet d'ATK et US Space LLC nommé MEV (Mission Extension Vehicle) et signe avec l'opérateur Intelsat un partenariat de cinq ans qui prévoit qu'à l'issue d'une phase de démonstration, ce dernier sera le premier client d'une mission MEV (MEV-1). L'accord se déroulera en deux phases. Une première de test avec un arrimage à un satellite hors service désorbité sur l'orbite cimetière puis désarrimage en fin de test pour redescendre sur l'orbite géostationnaire et conduire la deuxième phase en s'arrimant à un satellite encore opérationnel et étendre sa durée de vie de 5 ans. MEV-1 devrait être lancé en 2018.

À l’avenir, si un satellite n’est pas affecté par un mauvais fonctionnement de ses charges utiles, de ses batteries ou ses panneaux solaires, il sera possible d’augmenter sa durée de vie du fait de l’épuisement de ses réserves en ergols. © Nasa 

De nouveaux services orbitaux

Le module s'arrimera au satellite en orbite au niveau de la tuyère du moteur d'apogée. Le rendez-vous et l'amarrage se feront sans interruption des services, une condition sine qua non pour un satellite de télécommunications. Une fois arrimé, le MEV prendra le relai de la propulsion et du contrôle d'attitude du satellite pour l'assurer durant plusieurs années.

Ce module sera construit autour d'une plateforme Geostar pour une durée de vie de 15 ans au cours de laquelle il pourra s'arrimer et se désarrimer avec plusieurs satellites. Lorsque ses réserves en ergols seront pratiquement épuisées, le satellite sera éjecté sur une orbite cimetière qui ne gênera pas ses remplaçants.

« Compte tenu de la taille de notre flotte de satellites, une technologie qui améliore notre flexibilité en orbite en nous permettant d'être plus réactif auprès de nos clients, telle que l'extension de la durée de vie d'un satellite en bonne santé afin qu'il puisse être déployé pour une occasion de dernière minute à une autre position orbitale ou le maintien de la continuité du service avant l'arrivée de la nouvelle technologie » déclare Stephen Spengler, directeur général d'Intelsat.

Avec ce premier contrat, Orbital ATK souhaite ouvrir de nouveaux marchés liés au servicing en orbite. À terme, la firme de Dulles souhaite se doter d'une flotte de MEV capable de répondre à une large gamme de services orbitaux aux satellites tels que la réparation et l'assemblage.

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/service-orbite-amarrage-historique-deux-satellites-36000-km-altitude-62449/?fbclid=IwAR2rnVcBBqHIOJ2fKAnvHOCgW83NJU4lchv1hb6MY4AVxhJFN-awytYmfI8#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura

C'est la plus puissante explosion observée dans l'Univers depuis le Big Bang !

Le Big Bang n'est pas une explosion au sens rigoureux du terme mais à ce jour, si on veut parler de colossales libérations d'énergie brutales, les éruptions associées aux disques d'accrétion des trous noirs supermassifs sont très probablement les plus importantes depuis la fin du Big Bang. On vient de débusquer la plus puissante connue dans l'Univers observable, des centaines de milliers de fois plus que celles ordinairement observées avec ces astres dans des amas de galaxies.

En 1963 lorsque Maarten Schmidt, un astronome néerlandais, a fait l'analyse spectrale d'un astre, la contrepartie dans le visible d'une source radio puissante nommée 3C 273, il a stupéfié ses collègues. L'objet astronomique se présentait comme une étoile mais il se trouvait à plus de 2,4 milliards d'années-lumière de la Voie lactée, ce qui veut dire que pour être observable à une telle distance proprement cosmologique, il devait être d'une luminosité absolument prodigieuse tout en étant très compact, au point de ressembler à une étoile dans un télescope. Toute mesure faite, elle dépassait les 5 millions de millions de fois celle du Soleil, ou présenté d'une autre façon était équivalente à celle de 1.000 fois notre Galaxie !

D'autres quasi-stellar radio sources, des quasars selon la dénomination proposée en 1964 par l'astrophysicien d'origine chinoise Hong-Yee Chiu n'allaient pas tarder à être découverts. On en connaît aujourd'hui plus de 200.000 et nous avons toutes les raisons de penser que leur prodigieuse énergie provient de l'accrétion de la matière par des trous noirs supermassifs de Kerr en rotation, pouvant contenir des milliards de masses solaires comme M87*, récemment imagé par les membres de la collaboration Event Horizon Telescope.

Des jets de matière et des disques d'accrétion chauds avec du plasma

Ces trous noirs sont en fait présents dans la très grande majorité des grandes galaxies et ils sont à l'origine plus généralement de ce que l'on appelle des noyaux actifs de galaxies, (Active Galactic Nuclei ou AGN, en anglais) qui ne sont pas forcément aussi lumineux que les quasars, tout dépendant de la quantité de matière accrétée par les trous noirs. Le taux de conversion de l'énergie gravitationnelle en énergie lumineuse de la matière, chutant en direction d'un trou noir dans le disque d'accrétion qui est chauffé par les forces de frottement entre les parties de ce disque, est supérieur à celui des réactions de fusion thermonucléaire dans les étoiles, ce qui contribue à expliquer le rayonnement spectaculaire des quasars.

Une présentation de la découverte des traces d'une gigantesque éruption causée par le trou noir supermassif de la grande galaxie au cœur de l’amas d’Ophiucus. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Chandra X-ray Observatory

Une partie de la matière accrétée dans un disque autour d'un trou noir supermassif ne disparaît pas derrière son horizon des événements et elle est éjectée sous forme de jets de particules très puissants. L'environnement proche d'un tel trou noir est un plasma et il peut se produire différentes instabilités dans le disque d'accrétion et son alimentation en matière, conduisant à l'équivalent des éruptions solaires. On peut donc associer aussi à des trous noirs supermassifs des éruptions brusques et transitoires mais qui sont bien plus colossales. Dans le précédent article ci-dessous, Futura vous avait parlé des traces laissées dans un amas de galaxies par une de ces éruptions dont l'énergie libérée était une centaine de milliards de milliards de milliards de milliards de fois celle d'une bombe atomique.

On connaissait d'autres exemples d'éruptions encore plus puissantes dans des amas et aujourd'hui un groupe d'astrophysiciens ayant utilisé dans le domaine des rayons X les télescopes Chandra de la Nasa, XMM Newton de l'ESA dans l'espace en combinaison avec des observations au sol des radiotélescopes Murchison Widefield Array (MWA) en Australie et Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) en Inde, fait savoir qu'ils ont débusqué les traces de la plus grosse éruption de trou noir supermassif connue à ce jour.

Une éruption libérant des centaines de milliers de fois plus d'énergie

Comme l'expliquent des chercheurs, comme Simona Giacintucci dans l'article publié exposant cette découverte dans The Astrophysical Journal et disponible en accès libre sur arXiv, c'est à 390 millions d'années-lumière de la Voie lactée en direction de la constellation d'Ophiucus que se trouve dans un amas galactique connu sous le même nom le trou noir supermassif à l'origine d'une éruption cinq fois plus puissante que le record détenu jusque-là par celui contenu dans l'amas galactique MS 0735.6+7421, cette fois-ci à 2,6 milliards d'années-lumière de la Voie lactée.

Les astrophysiciens se doutaient de quelque chose de ce genre depuis 2016 et il apparaît clairement aujourd'hui que les instruments ont mis en évidence une bulle creusée dans le gaz intergalactique de l'amas d'Ophiucus par un jet de trou noir supermassif particulièrement puissant temporairement, comme l'explique la vidéo ci-dessus. Simona Giacintucci donne une analogie pour se faire une idée intuitive de ce qui s'est produit : « À certains égards, cette explosion ressemble à la façon dont l'éruption du mont St. Helens en 1980 a arraché le sommet de la montagne. Une différence clé est que vous pourriez insérer quinze galaxies de la taille de la Voie lactée d'affilée dans le "cratère" que cette éruption a creusé dans le gaz chaud de l'amas ».

Les bords de la cavité creusée dans la matière intergalactique de l'amas contiennent des électrons qui vont presque à la vitesse de la lumière et qui émettent des ondes dans le domaine radio, observées et mesurées par le MWA et le GMRT. L'éruption du trou noir supermassif semble terminée car Chandra ne révèle la présence d'aucun nouveau jet de matière. Les mesures de Chandra indiquent aussi que les régions les plus denses en gaz sont loin de la galaxie hébergeant le trou noir qui ne doit donc plus avoir beaucoup de matière à accréter, d'où l'absence de jets.

Les preuves de la plus grande éruption de trou noir supermassif observée dans l'Univers jusqu'ici proviennent d'une combinaison de données en rayons X (rose) de Chandra et XMM-Newton montrant le gaz chaud diffus qui pénètre dans l'amas d'Ophiucus, et de celles en radio (bleu) des radiotélescopes Murchison Widefield Array et Giant Metrewave Telescope. Les données infrarouges du relevé 2MASS sont montrées (en blanc). L'encadré en bas à droite montre une vue agrandie basée sur les données de Chandra, tandis que des points lumineux dispersés sur l'image reflètent la distribution des étoiles et des galaxies de premier plan. L'éruption est générée par un trou noir situé dans la galaxie centrale de l'amas, qui a produit des jets et creusé une grande cavité dans le gaz chaud environnant. Les chercheurs estiment que cette explosion a libéré cinq fois plus d'énergie que le précédent record connu et des centaines de milliers de fois plus qu'un amas de galaxies typique. © Rayon X: Chandra: Nasa/CXC/NRL/S. Giacintucci, et al., XMM: ESA/XMM ; Radio: NCRA/TIFR/GMRT ; Infrarouge: 2MASS/UMass/IPAC-Caltech/NASA/NSF