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LE 25.07.2020: Actualité de l'astronomie / Mond permettrait d'expliquer le rayonnement fossile et former les premières galaxies !
- Par dimitri1977
- Le 25/07/2020
- Dans Actualité de la météo,de l'astronomie et de la sciences à la une du jour
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Matière noire : Mond permettrait enfin de s'en passer pour expliquer le rayonnement fossile et former les premières galaxies !
Laurent Sacco
Journaliste
L'alternative à la matière noire consistant à modifier les lois de la mécanique céleste de Newton, la théorie Mond, devient sans cesse plus crédible depuis ces dernière années. Ses principaux défauts, qui sont de ne pas être compatible avec la théorie de la relativité d'Einstein et surtout avec les caractéristiques du rayonnement fossile permettant de faire naître les galaxies, semblent enfin éliminés comme nous l'explique l'astrophysicien Benoît Famaey.
Le modèle standard de la physique des particules a fait l'objet de vérifications impressionnantes grâce aux collisions de protons menées au LHC. Pourtant, tous les physiciens des hautes énergies savent que ce modèle est incomplet et qu'il doit n'être que la forme que prend, à basses énergies, une théorie unifiée des forces. L'immense majorité des théories de ce genre prédisent l'existence de nouvelles particules qui pourraient se comporter comme les particules de matière noire invoquées pour rendre compte des mouvements des étoiles dans les galaxies et des galaxies dans les amas de galaxies. Ces particules de matière noire ne peuvent être des particules de matière ordinaire pour diverses raisons.
Certains physiciens n'aiment pas postuler l'existence de nouvelles particules encore jamais détectées, d'autant plus que cela fait des décennies qu'ils les cherchent, et que les modèles reposant sur leur existence rencontrent des difficultés à rendre compte de la dynamique des galaxies.
Ils préfèrent modifier les lois de la gravitation et, en particulier, celles de la mécanique céleste de Newton, de telle sorte qu'à grande distance d'un corps attracteur, l'accélération produite par son champ de gravitation sur un autre corps ne décroît pas de la même façon que dans le cadre de la physique de Newton. De cette manière, les étoiles dans une galaxie peuvent tourner plus vite autour de son centre, comme s'il y avait une masse plus importante mais invisible alors que ce n'est pas le cas.
Il existe un cadre théorique pour cela, exploré depuis le début des années 1980 par le physicien israélien Milgrom : Modified Newtonian dynamics (Mond).
La théorie Mond a rencontré de nombreux succès ces dernières années, notamment parce qu'elle rend mieux compte, par exemple, des observations concernant la dynamique des galaxies spirales, et même des galaxies naines autour d’Andromède et de la Voie lactée.
Futura a consacré de nombreux articles à Mond en donnant la parole à plusieurs reprises à l'un des chercheurs qui explorent cette alternative au modèle de la matière noire froide, l'astrophysicien Benoît Famaey (qui travaille sur la dynamique des galaxies à l'observatoire de Strasbourg). Avec son collègue Stacy McGaugh, il a ainsi rédigé un article très complet sur le sujet pour Living Reviews in Relativity.
L'astrophysicien Benoît Famaey. © Pierre Maraval
Or, cela fait plus d'un siècle maintenant qu'Albert Einstein a découvert sa théorie de la relativité générale en se basant notamment sur le fait que, pour être cohérente, la physique devait imposer à la gravitation d'être compatible avec la théorie de la relativité restreinte. D'autres équations que celles d'Einstein prolongeant sa théorie de l'espace-temps courbe et relativiste ont depuis été proposées mais la théorie d'Einstein a résisté victorieusement à tous les tests, que ce soit avec des trous noirs comme Sgr A* ou M87*, ou bien en étudiant les ondes gravitationnelles.
On continue toutefois à tenter de la réfuter en cherchant des violations du principe d’équivalence ou en montrant que des théories dites tenseur-scalaire sont plus pertinentes pour décrire le réel, par exemple, pour rendre compte de l'énergie noire, un autre des piliers du modèle cosmologique standard dont l'un des principaux pionniers est le prix Nobel de physique James Peebles.
Toutes ces considérations sont rappelées pour comprendre que, pour rendre Mond plus crédible, il faudrait en trouver une version relativiste.
Lors d'une des interviews qu'il nous avait accordées il y a plusieurs années, Benoit Famaey nous avait fait les commentaires suivant à ce sujet, que nous reprenons ci-dessous, avant de l'interviewer à nouveau à la lumière des développements récents.
Futura-Sciences : Mond est-elle en accord avec la théorie de la relativité restreinte comme devait l'être la théorie de la gravitation d'Einstein ?
Benoît Famaey : Au début, ce n'était pas le cas mais on a cherché assez rapidement des modifications des équations de la relativité générale dont on puisse déduire la relation de Milgrom. L'une des premières, bien qu'elle ne brille pas par son élégance, a été la théorie TeVeS proposée par Jacob Bekenstein. Il s'agit en fait d'une théorie appartenant à un ensemble plus large de théories reposant sur l'existence d'un champ de vecteur dynamique en plus de la métrique d'Einstein dans la théorie de la gravitation, théorie dont des variantes ont été développées notamment par des astronomes de l'université d'Oxford, et connues sous le nom de "théories Einstein-éther non canoniques". Ces derniers temps, ces théories apparaissent néanmoins en relative difficulté, notamment en raison de problèmes de stabilité interne.
Depuis quelques années, Milgrom explore une autre formulation relativiste baptisée Bimond. Elle consiste à introduire deux métriques d'espace-temps différentes (c'est pourquoi on parle de théorie bimétrique) qui peuvent s'interpréter en introduisant un second univers en interaction avec le nôtre, d'une façon qui ne viole pas les contraintes de la physique des particules. Il y a déjà eu quelques formulations sérieuses de théories de ce genre par exemple par Andrei Linde (pour expliquer la faible valeur de la constante cosmologique) ou dans le cadre de la théorie des cordes où il existe des cosmologies avec des univers parallèles. Le modèle ekpyrotique de Paul Steinhardt, Burt Ovrut, Justin Khoury et Neil Turok en est un bon exemple, ainsi que l'un de ceux proposés par Lisa Randall et Raman Sundrum qui permettait d'espérer la création de mini trous noirs au LHC.
Une troisième façon d'avoir un modèle relativiste expliquant la relation de Milgrom est paradoxalement de la faire dériver d'un modèle particulier de matière noire proposé par Luc Blanchet.
Le physicien Jacob Bekenstein, hélas décédé. © wikipédia
Baptisée matière noire dipolaire par analogie avec ce qui se passe dans les milieux diélectriques, elle serait constituée de paires de particules de même masse mais de signes opposés. Ce n'est pas évident de considérer des masses négatives en relativité générale et il faut ajouter une nouvelle force pour que ces paires soient liées de façon stable. Mais, remarquablement, sans modifier les équations d'Einstein et du fait que, dans ce modèle, le halo de matière noire entourant les galaxies se comporte comme une sorte de milieu polarisable du point de vue de la gravitation, on retrouve la relation de Milgrom.
Mais Benoît Famaey ne nous avait pas caché qu'il existait d'autres problèmes bien plus sérieux avec Mond que celui consistant à en trouver une formulation relativiste. Nous reprenons à nouveau des extraits de ses explications.
Benoît Famaey : Le problème que l'on cite probablement le plus souvent est celui que l'on rencontre lorsque l'on étudie les amas de galaxies à l'aide de l'effet de lentille gravitationnelle. Le cas le plus célèbre est celui du « Bullet Cluster » mais, en fait, il ne réfute pas complètement Mond. À strictement parler, tout ce que ces observations démontrent, c'est que Mond sans matière noire ne rend pas compte des observations pour les amas mais on n'est pas obligé d'expliquer ce que nous montrent nos instruments uniquement avec de la matière noire. Il se pourrait fort bien que des modifications de la loi de la gravitation ET des particules de matière noire soient précisément la bonne description du monde des galaxies, des amas de galaxies, et de la cosmologie.
Mais le problème numéro 1 de Mond en tant que modification pure de la gravitation (mais pas de Mond en tant que phénoménologie galactique évidemment) est dans sa confrontation au rayonnement fossile.
Lorsque l'on dresse la fameuse courbe du spectre de puissance de ce rayonnement à partir des observations de Planck, on voit apparaître *de nombreux pics* associés à ce fond diffus cosmologique ou FDC (en anglais, Cosmic Microwave Background ou CMB), dont les trois premiers en particulier (ceux aux plus grandes échelles) sont une véritable mine d'informations sur notre Univers.
De la même façon que les raies spectrales d'un élément sont sa carte d'identité, ces pics nous donnent des informations sur la géométrie et le contenu de l'univers observable. En l'absence de matière noire, le troisième pic devrait être nettement plus petit que le second, même avec Mond. Ce n'est pas ce qu'on observe.
Comme on ne sait pas vraiment ce qui se cache derrière la relation de Milgrom, il n'est pas exclu qu'une version relativiste de Mond soit finalement capable de rendre compte de ce troisième pic mais pour le moment on ne voit pas bien comment.
Une représentation de la fameuse courbe du spectre de puissance angulaire du CMB. C'est en quelque sorte une courbe de puissance moyenne du rayonnement donnant l'importance des fluctuations de températures en fonction de la résolution en échelle angulaire (angulaire scale). La taille et la position des oscillations dépendent du contenu, de l'âge, de la taille de l'univers et de bien d'autres paramètres cosmologiques encore. © ESA and the Planck Collaboration
Cependant, ces dernières années, c'est bien le problème d'une compatibilité de Mond avec les observations du rayonnement fossiles faites avec le satellite Planck qui est systématiquement mis en avant pour défendre l'existence de la matière noire, en précisant d'ailleurs que, sans elle, il n'est pas possible de faire croître assez vite les galaxies pour qu'on les observe aujourd'hui. Le cosmos observable serait bien trop jeune pour cela.
On comprend donc bien que c'est potentiellement une bombe qui vient d'exploser avec la mise en ligne sur arXiv d'un article de Constantinos Skordis et Tom Złosnik.
En revisitant et généralisant les théories de type TeVeS de Bekenstein, qui semblaient réfutées par les observations avec les ondes gravitationnelles émises par la fusion des étoiles à neutrons, en particulier dans le cas de GW170817, les deux chercheurs annoncent non seulement avoir trouvé une formulation relativiste de Mond, libre des objections précédemment faites mais surtout avoir réussi, pour la première fois, à reproduire la courbe du spectre de puissance angulaire du CMB révélée par les observations de Planck.
Pour en savoir plus sur la matière noire versus Mond, vous pouvez visionner cette conférence de Françoise Combes, astronome à l’Observatoire de Paris, professeure au Collège de France. © Cité des sciences et de l'industrie
Futura a donc décidé de se tourner à nouveau vers Benoît Famaey pour qu'il nous explique ce qu'il pense de ces nouveaux résultats.
Futura-Sciences : Skordis et Złosnik proposent aujourd'hui une version relativiste de Mond et pensent qu'ils sont bel et bien arrivés, pour la première fois, à rendre compte des caractéristiques du rayonnement fossile. Pourtant, ils font appel à une théorie de type TeVeS. Or, récemment l'essor de l'astronomie multimessager avec la détection conjointe d'ondes gravitationnelles et électromagnétiques a été présenté comme sonnant le glas pour ce type de théorie. Que faut-il donc en penser ?
Benoît Famaey : La première détection directe sur Terre le 17 août 2017 des ondes gravitationnelles émises par la source baptisée GW170817 simultanément à sa contrepartie électromagnétique, s'était révélée incompatible au début avec les théories de type TeVeS. Mais, déjà en 2019, Skordis et Złosnik avaient montré qu'il n'en était rien.
Comme leur nom l'indique, les théories de type TeVeS font intervenir trois champs qui se combinent pour influencer les phénomènes physiques. On trouve un champ tensoriel qui décrit la métrique et la courbure de l'espace-temps comme en relativité générale, mais aussi un champ vectoriel comme un champ électrique, ou un champ de vitesse et un champ scalaire, comme ceux utilisés pour décrire le boson de Brout-Englert-Higgs ou l'énergie noire dans des modèles dits de quintessence initialement proposés en 1988 par Bharat Vishnu Ratra et James Peebles.
Le champ tensoriel décrit la propagation des ondes gravitationnelles à la vitesse de la lumière que l'on connait. Mais, dans la version originale de TeVeS, il se combine avec les deux autres champs pour donner un second champ tensoriel qui se manifeste comme un espace-temps différent où se propagent les particules du modèle standard. On peut montrer alors que la vitesse de propagation des ondes gravitationnelles et électromagnétiques ne sont pas les mêmes, en lien avec un phénomène que l'on appelle l'effet Shapiro, à savoir que le champ de gravitation d'un corps ne se contente pas de dévier les rayons lumineux, il augmente leurs temps de propagation.
La kilonova accompagnant GW170817 a émis des ondes électromagnétiques qui ont traversé les champs de
LE 25.07.2020: Actualité de l'astronomie / La Terre a été bombardée par une pluie de météorites il y a 800 millions d’années
- Par dimitri1977
- Le 25/07/2020
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La Terre a été bombardée par une pluie de météorites il y a 800 millions d’années
Nathalie Mayer
Journaliste
Au cours de son histoire, la Terre a, de nombreuses fois, été frappée par des météorites plus ou moins massives. L'exemple le plus connu étant celle qui a exterminé les dinosaures. Les chercheurs pensent aujourd'hui qu'il y a quelque 800 millions d'années, notre Planète a été littéralement bombardée par une pluie de météorites issues de la dislocation d'un astéroïde.
Il y a 65 millions d'années, une météorite tombait sur la Terre. Un événement cataclysmique qui mettait fin au règne des dinosaures. Rien, pourtant, comparé à la pluie de météorites que notre planète a essuyée, il y a 800 millions d'années. Des chercheurs de l’université d’Osaka (Japon) nous apprennent aujourd'hui qu'un astéroïde de 100 kilomètres de diamètre s'est alors disloqué, faisant tomber sur la Terre au moins 4 à 5x1016 kg de roches. C'est 30 à 60 fois plus que lors de l'impact qui a éliminé les dinosaures de la surface de notre Planète.
Selon des chercheurs de l’université d’Osaka au Japon, la Terre a été bombardée par une pluie de météorite il y a 800 millions d’années. © Muryayama, Université d’Osaka
Sur la Terre et sur la Lune. Car c'est en étudiant notre satellite naturel qu'ils en sont venus à cette conclusion. Les cratères terrestres aussi anciens ayant, pour la plupart, été effacés par l'érosion, le volcanisme ou un quelconque autre processus géologique. Grâce aux données de la mission lunaire japonaise Kaguya-Selene, ils ont étudié l'âge de formation de 59 cratères lunaires d'un diamètre d'au moins 20 kilomètres. Au minimum huit ont été formés simultanément. Juste avant les grands changements environnementaux et biologiques qui ont précédé le Cryogénien -- une période qui s'étend de -720 à -635 millions d'années.
Des fragments dans la ceinture d’astéroïde
Compte tenu de ce calendrier et des éléments orbitaux qu'ils ont pu réunir, les chercheurs de l'université d'Osaka imaginent que l'astéroïde en question pourrait être un astéroïde de type C -- riche en carbone. Et plus précisément, celui qui aurait donc laissé derrière lui l'astéroïde de la ceinture principale connu sous le nom d'Eulalie.
Les chercheurs de l’université d’Osaka (Japon) voient dans l’astéroïde Eulalia — ici modélisé —, un reste d’un astéroïde plus grand qui, après dislocation, aurait provoqué une pluie de météorite sur Terre il y a 800 millions d’années. © Joseph Durech, Charles University, Wikipedia, CC by-4.0
Les travaux des chercheurs de l'université d'Osaka montrent également que d'autres morceaux de l'astéroïde responsable de cette pluie de météorite ont pu se retrouver coincés dans la ceinture d'astéroïdes. D'autres encore ont pu être intégrés à la famille de ceux que l'on appelle les astéroïdes proches de la Terre, encore appelés les astéroïdes géocroiseurs, tels que Ryugu.
LE 25.07.2020: Actualité de l'astronomie / La comète Neowise est au plus près de la Terre : comment l'observer jusque fin juillet ?
- Par dimitri1977
- Le 25/07/2020
- Dans Actualité de la météo,de l'astronomie et de la sciences à la une du jour
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La comète Neowise est au plus près de la Terre : comment l'observer jusque fin juillet ?
Xavier Demeersman
Journaliste
La comète Neowise continue d'être visible dans la Grande Ourse après le coucher du Soleil ces prochains jours. Ce 23 juillet, elle atteindra le point de son orbite le plus proche de la Terre. Voici nos conseils pour ne rien manquer de ce rare et magnifique spectacle dans le ciel d'été.
Dernières nouvelles de la comète Neowise que l'on peut admirer le soir dans la constellation de la Grande Ourse.
Ce jeudi 23 juillet, la comète C/2020 F3, alias la comète Neowise, désormais l'événement cosmique de cet été, sera au plus près de la Terre. Aucun risque de collision avec notre Planète car l'astre de glace et de poussière, dont la taille est estimée par la Nasa à quelque cinq kilomètres de diamètre, passera alors à... 103 millions de kilomètres. C'est autant que la distance qui sépare Vénus du Soleil. Et sa lumière met presque six minutes pour pénétrer nos pupilles.
Découverte il y a quelques semaines seulement, le 27 mars, cette comète impromptue qui porte le nom de la nouvelle mission du télescope spatial Wise, Neowise (Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer) crée l'évènement et l'enchantement tous les soirs de juillet, une heure après le coucher du Soleil.
La comète Neowise photographiée en Californie. L'astérisque de la Grande Casserole (les sept étoiles les plus brillantes de la Grande Ourse) est visible de l'astre chevelu. Superbe photo où l'on peut aisément distinguer la queue de plasma (bleutée) et la queue de poussière (blanche). © Tom Masterson, Apod (Nasa)
Comment observer la comète Neowise dans la Grande Ourse ?
Pour la trouver, c'est assez simple en ce moment. Tournez-vous vers l'horizon nord-ouest vers 22 h, tandis que les premières étoiles commencent à être visibles, et recherchez dans cette direction la célèbre astérisque de la Grande Casserole, composée des sept étoiles les plus brillantes de la Grande Ourse. Selon la date (voir carte ci-dessous), on l'aperçoit entre les pattes de l'Ourse ou bien devant des étoiles des pattes arrières. Fin juillet, Neowise se précipite vers la Chevelure de Bérénice, touffe d'étoiles au dessus de la Queue du Lion, et en dessous du Bouvier et de la brillante Arcturus.
Le cheminement de la comète Neowise dans le ciel de juillet, du Lynx à la Chevelure de Bérénice, en passant par la Grande Ourse. © IMCCE
Conseil précieux pour réussir l'observation, privilégiez un site à la campagne avec un horizon dégagé et un minimum de pollution lumineuse. Et ce n'est qu'après 10 à 20 minutes dans la nuit, le temps que vos yeux s'habituent à l'obscurité, que vous pourrez distinguer avec plus de facilité des myriades d'étoiles de deuxième grandeur et des objets d'aspects flous et laiteux comme Neowise. Composée d'une chevelure, la coma, qui peut mesurer jusqu'à un million de kilomètres de diamètre, de deux queues -- l'une de poussière et l'autre de plasma étendue sur des millions de kilomètres --, une comète est par définition difficile à discerner. En dégazant, son noyau s'entoure d'un beau et lumineux manteaux de gaz. À l'œil nu, on peut deviner sa forme allongée typique. Agrandie dans une paire de jumelles, ou une lunette, on peut admirer sa queue bifide et son noyau, enfin sa chevelure de gaz.
Bien que son éclat diminue -- et c'est bien normal maintenant qu'elle s'éloigne du Soleil --, Neowise continue d'être visible à l'œil nu. Après avoir culminé à la magnitude 1 autour du 1er juillet, période de sa plus grande proximité avec le Soleil (le périhélie était le 3 juillet à 43 millions de kilomètres), elle est descendue maintenant à la magnitude 2-3. Quand on sait que la limite de visibilité à l'œil nu est la magnitude 6, dans de très bonnes conditions d'observations, c'est donc très satisfaisant. La comète a encore de beaux de jours de luminosité devant elle, et on devrait continuer de l'admirer sans difficulté début août. Avant qu'elle ne sombre dans les ténèbres des confins du Système solaire d'où elle est originaire.
Le 3 août, la comète Neowise sera visible dans la Chevelure de Bérénice (coma berenices), au dessus de l'horizon ouest. © SkySafari
Les premières estimations de sa période orbitale indiquent 6.683 années, voire même 6.952 ! Comme vous l'avez deviné, il faudra attendre près de sept millénaires pour la revoir dans le ciel terrestre. D'ici là, on sera peut-être dans d'autres systèmes planétaires, à contempler des comètes différentes, à l'instar de ‘Oumuamua ou 2I/Borisov.
LE 24.07.2020: Actualité de l'astronomie / En vidéo : SpaceX récupère les deux demi-coiffes de son lanceur.
- Par dimitri1977
- Le 24/07/2020
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En vidéo : SpaceX récupère les deux demi-coiffes de son lanceur
Rémy Decourt
Journaliste
Enfin ! Après plusieurs tentatives, SpaceX est parvenu à récupérer les deux parties de la coiffe d'un lanceur. Chacune des demi-coiffes s'est posée sur un navire de récupération équipé d'un grand filet suspendu. SpaceX veut récupérer et réutiliser les coiffes afin de réduire les coûts de lancement de quelques millions supplémentaires. Une coiffe de Falcon 9 est estimée à 6 millions de dollars.
La dernière mission de SpaceX, qui a vu un Falcon 9 lancer avec succès le satellite de communications militaires sud-coréen Anasis 2, a été marquée par la récupération de l’étage principal mais aussi par celle des deux demi-coiffes du lanceur. Une première pour SpaceX qui n'était jamais arrivé auparavant à récupérer les deux parties de la coiffe d'un même vol.
Longue de 13,1 mètres, chaque demi-coiffe est équipée de propulseurs de contrôle à gaz froid pour les orienter et d'un parafoil orientable pour ralentir leur descente. L'atterrissage s'effectue en douceur non pas sur l'océan mais sur un navire de récupération équipé d'un grand filet suspendu dont l'utilisation permettrait d'éviter l'endommagement de certaines parties de la coiffe par l'eau salée ; ce qui, en outre, faciliterait remise en état de vol pour une réutilisation future.
Les deux demi-coiffes ont été réceptionnées par deux navires spécifiquement équipés d’un filet de récupération afin qu’elles ne soient pas endommagées par l’eau salée.
Il n'y a pas de petites économies
Quarante minutes après le décollage du lanceur, les deux demi-coiffes ont chacune atterri sur MS. Tree et MS. Chef, les deux navires de récupération, à plusieurs centaines de kilomètres à l'est de Cap Canaveral dans l'océan Atlantique. À l'avenir, si SpaceX parvient à récupérer régulièrement les deux parties de la coiffe, celles-ci seront réutilisées systématiquement sur ses lanceurs. Cela devrait permettre un gain économique d'environ 5 millions de dollars.
En 2018, Elon Musk, fondateur et P.-D.G. de SpaceX, avait déclaré que chaque nouvelle coiffe coûtait environ 6 millions de dollars. Il avait aussi précisé que l'étage principal du lanceur Falcon 9 représentait environ 60 % du coût d'un lancement, l'étage supérieur 20 %, et la coiffe 10 %. Les 10 % restants provenaient des opérations de lancement et du plein des étages.
La récupération de ces coques permet leur réutilisation sur de futurs lanceurs et un gain financier d’environ 5 milliards de dollars.
POUR EN SAVOIR PLUS
+Falcon 9 : SpaceX poursuit ses efforts pour récupérer les coiffes de son lanceur
Article de Rémy Decourt publié le 18/01/2019
SpaceX qui a besoin de récupérer chaque année une bonne partie des coiffes qu'il utilise sur le Falcon 9, moins pour une question de coût que de difficulté de production à la chaîne, n'y arrive toujours pas. Même larguée depuis un hélicoptère, pour les besoins d'un essai, une demi-coiffe n'est pas parvenue à se poser sur le navire de récupération. Elle est tombée à l'eau à seulement quelques mètres ! L'essai a été filmé de bout en bout et permet de comprendre la difficulté de la tâche.
Malgré plusieurs tentatives, SpaceX a bien du mal à récupérer en bon état les coiffes de son lanceur Falcon 9. Pourtant, ce n'est pas faute d'essayer. Pour comprendre son entêtement à les récupérer, il faut savoir que la chaîne de production des coiffes a beaucoup de mal à répondre aux besoins et qu'elle a bien du mal à produire la cinquantaine de demi-coiffes nécessaires chaque année. À cela s'ajoute que chaque coiffe coûte quelque 6 millions de dollars, ce qui peut représenter une économie jusqu'à 10 % du coût du lanceur, quand il est proposé sur le marché commercial (facturé de 50 à 60 millions de dollars). L'économie est moins importante quand ce même lanceur est vendu, à prix d'or, à la Nasa (plus de 100 millions de dollars). SpaceX souhaiterait récupérer chaque année de 25 à 50 % des demi-coiffes utilisées.
Des coiffes à récupérer au sec
Récupérer les coiffes c'est bien, mais encore faut-il le faire au sec. En effet, s'il est aisé de les faire amerrir sur l'océan, l'impact contre la surface de l'eau et le contact avec l'eau salée sont susceptibles d'endommager les parties les plus sensibles. C'est pourquoi SpaceX s'est doté d'un navire rapide pour naviguer jusqu'au point de récupération prévu. Nommé Mr Steven, il a la particularité d'avoir un grand filet suspendu entre quatre poteaux en métal sur lequel doit atterrir une des deux demi-coiffes.
Chacune de ces demi-coiffes est équipée de propulseurs de contrôle à gaz froid pour les orienter et d'un parafoil pour effectuer un atterrissage en douceur. Lorsque ces demi-coiffes arrivent à une hauteur de 8.000 mètres par rapport au sol terrestre, elles déploient leur parafoil à une vitesse d'environ Mach 0.5. Ces voiles sont équipées d'un GPS qui permet de les guider vers le Mr Steven. Actuellement, quand la mission du Falcon 9 s'y prête, SpaceX essaye de récupérer au moins une des demi-coiffes.
La coiffe sert à protéger les satellites à bord des lanceurs. Sa forme est conçue pour atténuer les forces aérodynamiques qui s'exercent sur les lanceurs lors de la traversée de l'atmosphère. Elle est larguée dès que possible pour alléger les étages supérieurs des lanceurs. Cette séparation se fait dans la haute atmosphère, où l'air est moins dense et occasionne peu de contraintes mécaniques sur les lanceurs mais aussi les satellites. La coiffe se sépare en deux demi-coiffes par un double système pyrotechnique pour libérer les deux demi-coques et les éloigner de la trajectoire des lanceurs.
SpaceX veut récupérer la coiffe du Falcon 9 mais il n'y arrive pas
Article de Rémy Decourt, publié le 03/08/2018
La dernière version du lanceur Falcon 9, la Block 5, a été adaptée pour le vol habité mais aussi être entièrement réutilisable. Maintenant que SpaceX maîtrise la récupération de l'étage principal et avant de s'affairer à celle de l'étage supérieur qui ne sera pas une mince affaire, il est aujourd'hui question de récupérer la coiffe. Depuis février, la société d'Elon Musk dispose d'un bateau sur lequel a été installé un immense filet pour récupérer les demi-coiffes. Pour l'instant, les différentes tentatives se sont soldées par un échec.
Mercredi, à 15 minutes d'intervalle, une Ariane 5 d'Arianespace et un Falcon 9 de SpaceX, dans sa dernière version (Block 5) ont décollé presqu'en même temps. C'était le quatrième lancement de l'année pour Ariane 5 et le deuxième de cette semaine pour le Falcon 9 ! SpaceX compte désormais 14 lancements en 2018, dont 5 GTO.
Ces deux lanceurs avaient en commun de compléter deux constellations en orbite. Ariane 5 a lancé ses derniers satellites Galileo avant de laisser la place à Ariane 6 tandis que Falcon 9 a mis sur orbite le septième lot (de 10 satellites) de la constellation Iridium Next. Le prochain lancement d'une Ariane 5 est prévu le 5 septembre et le prochain vol d'un Falcon 9 dès ce 4 août.
La récupération des coiffes du Falcon 9 : le nouveau pari de SpaceX
Sans surprise, SpaceX a récupéré l’étage principal de son lanceur, qui s'est posé en pleine mer sur la barge baptisée Of Course I Still Love You, mais a raté une nouvelle fois sa tentative de récupérer l'une des deux demi-coiffes du lanceur. À sa décharge, les conditions météorologiques, marquées par des vents violents, étaient trop défavorables. Ces demi-coiffes sont équipées de petits propulseurs pour se guider, d'un parachute pour freiner lors de la descente et d'un système GPS pour la localisation.
Une demi-coiffe du Falcon 9 vue depuis le bateau Mr Steven sur lequel elle devait atterrir. Elle a raté sa cible de moins de cent mètres ! © SpaceX
Ces demi-coiffes doivent se poser sur un bateau baptisé Mister Steven équipé d'un immense filet pour les récupérer.
Cette tentative était la quatrième depuis le premier essai survenu en février de cette année lors du lancement de Paz, un satellite espagnol d'observation radar de la Terre. La demi-coiffe avait raté de peu le bateau et son immense filet en tombant à moins de cent mètres !
La récupération de la coiffe du lanceur est tout sauf un caprice. Il faut savoir que ces structures, qui servent à protéger les satellites des contraintes du lancement lors de la traversée de l'atmosphère, coûtent plus ou moins six millions de dollars (source SpaceX). Ces demi-coiffes pourraient très bien être récupérées après avoir amerri sur l'océan, mais l'eau salée est très corrosive. Elle peut endommager ou contaminer certaines parties sensibles de la coiffe.
LE 24.07.2020: Actualité de l'astronomie / Vénus aurait au moins 37 volcans actifs en éruption.
- Par dimitri1977
- Le 24/07/2020
- Dans Actualité de la météo,de l'astronomie et de la sciences à la une du jour
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Vénus aurait au moins 37 volcans actifs en éruption
Laurent Sacco
Journaliste
En modélisant sur ordinateur la formation de zones volcaniques sur Vénus, appelées des coronae, un groupe de planétologues est arrivé à une intéressante conclusion en étudiant les images radar de 37 de ces structures. Les simulations suggèrent que leurs formes impliquent qu'elles sont récentes et peut-être encore, le lieu d'éruptions aujourd'hui.
De nombreux passionnés de volcanologie rêvent sans doute d'admirer les éruptions volcaniques sur Io, la lune de Jupiter. Sans doute aussi, pensent-ils au temps où les volcans martiens et lunaires étaient, eux aussi, actifs et après-tout, nous ne sommes pas certains que certains d'entre eux ne puissent pas reprendre vie sous les yeux de l'humanité.
Il est une autre planète où le volcanisme semble avoir été actif encore récemment, au moins à l'échelle des temps géologiques sur Terre, et dont on se demande même s'il ne l'est pas encore en ce moment même. Il s'agit bien sûr de Vénus, que l'on appelle parfois la sœur de la Terre en raison de sa taille et de sa masse comparables à celles de la Planète bleue.
La cartographie radar de sa surface par la sonde Magellan au début des années 1990 a en effet montré qu'elle avait un très faible taux de cratérisation. Or, depuis les missions lunaires Apollo qui ont permis de ramener des échantillons du sol lunaire et de les dater, on a pu établir une corrélation entre le taux de cratérisation d'un terrain planétaire et son âge, étant attendu que le taux de bombardement par des petits corps célestes est en baisse exponentielle, ou presque, depuis la naissance des planètes il y a environ 4,5 milliards d'années.
Un documentaire sur la mission Magellan en 1990. 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
Les coronae vénusiennes, des points chauds volcaniques ?
Dans le cas de Vénus, la méthode implique que sa surface est très jeune, avec un âge inférieur à 1 milliard d'années. Elle semble avoir été formée par un volcanisme colossal dont les manifestations sur Terre sont des volcans boucliers, mais aussi d'autres structures nommées coronae -- le mot est emprunté au latin corona pour « couronne » au singulier.
En fait, les planétologues qui étudient Vénus connaissent depuis le début des années 1980, l'existence de ces formations circulaires à ovoïdes de plusieurs centaines de kilomètres de diamètre, marquées extérieurement par de nombreuses failles. En effet, elles avaient été identifiées en 1983 par les sondes soviétiques Venera 15 et Venera 16, toutes les deux équipées d'un radar à synthèse d'ouverture qui a permis de cartographier la morphologie d'une partie de la planète avec une résolution déjà comprise en 1 et 2 km.
Encore de nos jours, on pense que les coronae de Vénus résultent de la remontée de panaches mantelliques dans le manteau de la planète, analogues à ceux sur Terre à l'origine des points chauds formant les îles Hawaïennes ou l'Islande. On pensait aussi jusqu'à présent que ces coronae étaient sans doute relativement anciennes mais une publication dans Nature Geoscience provenant du travail d'une équipe internationale de chercheurs de l'université du Maryland (UMD) et de l'Institut de géophysique de l'ETH Zurich, en Suisse, suggère qu'il en est tout autrement pour au moins 37 coronae.
On peut en prendre la mesure avec les commentaires de Laurent Montési, professeur de géologie à UMD et coauteur de l'article de Nature Geoscience.
« C'est la première fois que nous pouvons pointer vers des structures spécifiques et dire "Regardez, ce n'est pas un volcan ancien mais un volcan actif aujourd'hui, peut-être en sommeil, mais pas mort". Cette étude change considérablement la vision de Vénus, la transformant de celle d'une planète essentiellement inactive à celle d'une planète dont l'intérieur est toujours en train de bouillonner et peut nourrir de nombreux volcans actifs ».
Image radar de Fotla Corona obtenue par la sonde Magella en janvier 1991. La région de Fotla présente une variété de structures d'origine tectonique avec un réseau assez complexe de fractures et un ensemble de dômes volcaniques. © Nasa
C'est une déclaration très encourageante mais elle est sans doute à prendre avec un peu de recul. En effet, il ne s'agit encore nullement d'observations directes d'éruptions volcaniques actuelles. Les chercheurs ont simplement fait une modélisation plus précise du comportement thermomécanique supposé du manteau et de la croûte de Vénus alors qu'un panache de magma remonte des profondeurs, perce la surface en donnant des laves qui s'écoulent sous la pression d'environ 90 bars de l'atmosphère vénusienne.
La montagne circulaire au premier plan est une corona de 500 kilomètres dans la région de Galindo de Vénus. Les rectangles sombres sont un artefact.
© NASA / JPL / USGSDes simulations qu'il reste à confirmer par de nouvelles missions vénusiennes
Il s'agissait de mieux comprendre les processus exacts donnant des coronae à partir de la remontée à travers le manteau de vénus de diapirs de matière chaude afin de contribuer à trancher les débats concernant les origines des différences entre les diverses coronae débusquée sous l'atmosphère dense de gaz carbonique de Vénus par les radars des sondes de la noosphère.
Ce n'est pas la première fois que des exogéophysiciens effectuaient ce type de simulations numériques dans le même but mais les nouveaux résultats obtenus permettent d'associer une temporalité aux caractéristiques des coronae. Ils pensent mieux comprendre leur évolution et les observations les concernant semblent nettement impliquer que les structures contemplées ne peuvent être que récentes. Elles seraient si récentes que les volcans associés seraient encore actifs et donc peut-être en éruptions en ce moment, ce qui impliquerait que l'intérieur de Vénus est bien encore chaude et convective.
Le rendu 3D ci-dessus montre deux coronaes observées à la surface de Vénus. Les structures en forme d'anneau se forment lorsque des matériaux chauds du plus profond de la planète montent à travers le manteau et éclatent à travers la croûte. Une recherche menée par Laurent Montesi de l'UMD a révélé qu'au moins 37 coronae sur Vénus représentent une activité géologique récente, y compris celle nommée Aramaiti, vue à gauche sur cette image. La ligne noire représente une lacune dans les données. © University of Maryland, Laurent Montési
Mais, encore une fois, il ne s'agit pas de preuves directes, indiscutables, de la présence d'éruptions actuellement sur Vénus. Il y a quelques mois, à la suite d'une publication argumentant que ces éruptions pourraient tout de même exister, Futura avait demandé l'avis de la célèbre planétologue Rosaly Lopes ; cette dernière étudie les volcans du Système solaire comme on peut le voir dans l'article ci-dessous et nous avait alors confié :
« Je pense que nous sommes beaucoup plus proches d'une acceptation d'un volcanisme actif sur Vénus, mais nous devons encore obtenir une preuve indiscutable. Espérons qu'une nouvelle mission retournera à Vénus dans un avenir pas trop lointain ».
Or, justement, la Nasa et l'Esa étudient ce genre de mission, dans le premier cas, elle s'appelle Veritas, et dans le second, EnVision. La première est prévue à l'horizon 2025, la seconde 2032.
Une vue d'artiste de la mission EnVision. © Thomas Widemann
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