Aerospace | Dr. Goulu

Bilan 2016

Tue, 27 Dec 2016 00:00:00 +0000

C’est l’heure du traditionnel petit bilan sur l’année écoulée sur ce blog.

Avec 329'000 pages vues par 230'000 visiteurs en 2016, la fréquentation de ce blog est légèrement en baisse, mais rien de grave. Après un passage à vide en 2015, je reste motivé à partager avec vous les résultats de ma curiosité dévorante.

Surprise! Cette année, ce n’est plus “ ” qui a été l’article le plus lu de ce blog. Il est second avec 18'654 lecteurs, assez loin derrière “ ” lu par 23'666 personnes. Je ne sais pas vraiment pourquoi cet article de 2008 a rencontré ce succès cette année. Ses lecteurs ne proviennent pas de pages référentes, mais plutôt de recherches Google du genre “ ” où mon article est désormais bien référencé. Suivent “ ”, “ ” et “ ” dans le Top 5

Parmi les , c’est “ ” qui a rencontré le plus de succès avec 1829 lecteurs, au 30 ème rang seulement. Drgoulu.com n’est donc décidément pas un blog d’actualités mais plutôt un site de références qui restent valables pendant des années. D’ailleurs, les deux tiers des visiteurs soit 200'000 sont arrivés suite à une recherche sur Google, dont 20'000 par la recherche d’image. 4000 de plus sont arrivés par Bing! le bien nommé, 5442 depuis une page Facebook, 1787 depuis le tout beau tout neuf, 1696 depuis twitter, et 660 depuis , le chouette blog de maths de Florian qui a eu la gentillesse de me citer dans ses favoris. Merci !

Ensuite, 589 lecteurs sont arrivés depuis , le répertoire de publications académiques. C’est étonnant, mais ce qui me surprend plus est de n’avoir eu aucune arrivée depuis alors que j’ai pas mal investi dans ce système qui fait automatiquement des liens vers les articles parlant de publications scientifiques ( ) Par contre, environ 200 visiteurs sont arrivés , et ce n’est même pas moi qui ai ajouté ces liens (du moins pas tous …)

Perles de recherche

Parmi les statistiques que j’obtiens, les plus marrantes sont celles donnant les mots recherchés par les internautes pour arriver sur ce site. Best of 2016:

seduire des filles lorsqu’on a de bonnes notes en maths
pourquoi il y a un numero sur le mini paquet de yellow mustard
pourquoi les choses sont-elles comme ça et pas autrement
processus pour trouver un nombre impair
pourquoi elisabeth vergee pose pour elle meme (DrG: mais qui est cette dame?)
theorie de la relativité de la connerie (DrG: oui ça mène bien à une de mes pages…)

Certaines de ces recherches pourraient bien m’inspirer un article en 2017, mais voici déjà ceux auxquels vous avez échappé en 2016

Poubelle 2016

Voici quelques brouillons commencés cette année que je ne finirai pas, sauf demande expresse dans les commentaires:

Fondamentaux pour le Big Data : le MOOC. Après avoir suivi un (très bien) et un autre sur les (trop facile), j’en ai terminé un troisième intitulé “ ” (trop théorique, pas assez de programmation et d’application à mon goût. J’ai mis dans ce brouillon, je ne sais plus pourquoi…
Licorne avançant par émission de micro-ondes … (illustration ArsTechnica)

l’ . Apparemment ce bidule viole la , ou du moins créé une poussée par un phénomène inexpliqué . Mon article se serait résumé à “intéressant. attendons des vérifications indépendantes” en faisant un effort pour rester dans plutôt que dans , qui me tente pourtant plus.
Le “Gravidyne”, mentionné par lors de sa conférence à la matinale des idées sur le voyage interstellaire ( ). Il s’agit d’un moyen de propulsion spatial aussi surprenant que l’EmDrive, mais sans violer les lois de la physique. Mais comme il n’a hélas jamais été réalisé je n’ai pas plus à en dire que ce qu’on trouve dans les références , ,
Sinon j’avais commencé deux articles sur les risques nucléaires, l’un à l’occasion de la publication du rapport de l’AIEA sur l’accident de Fukushima (lecture recommandée, au moins du résumé) et l’autre suite à un passionnant article publié dans “Le Temps” peu avant le vote suisse sur l’abandon rapide du nucléaire (refusé). C’est une version “grand public” d’une recherche de Spencer Wheatley et Didier Sornette, professeurs à l’ETH-Zürich sur l’analyse statistique des risques et coûts du nucléaire. Ils y développement notamment leur “ ” selon laquelle les événements comme Tchernobyl et Fukushima ne sont pas des imprévisibles.
Dans la même veine j’avais aussi les “observations personnelles (de Richard Feynman) sur la fiabilité de la navette spatiale” , sur l’évaluation des risques techniques.
Dernier brouillon à finir à la poubelle cete année, celui sur , tiré du roman de Dan Brown. Un thriller modèle standard, rien à en dire. , et la seule question véritablement intéressante est éludée : que se passerait-il vraiment si un tiers des femmes du monde se retrouvaient stériles ? Avec 25h par jour, j’en aurais occupé quelques unes à , le génial soft d’Yves.

Bon, après ce petit nettoyage hivernal il ne me reste plus que 58 brouillons à des degrés d’avancement variés. Bonne résolution 2017 : en avoir moins de 20 dans un an.

Ca va commencer très fort, celui du 1er janvier est prêt, et il nécessite un autre article d’intro qui devra être publié encore cette année. Alors à très bientôt, merci de me lire, et profitez bien de vos vacances de fin d’année !

Références

White, H., March, P., Lawrence, J., Vera, J., Sylvester, A., Brady, D., & Bailey, P. “ ”, 2016 Journal of Propulsion and Power. American Institute of Aeronautics and Astronautics
Thierry Alhalel “ ”, 2002, Bulletin de l’Union Des Physiciens, 96(Mai), p.935–953.
Roland Lehoucq “Le gravidyne”, 1999, Pour la Science No 260, p. 100
Eduardo Guéron “ ”, 2009, Pour la Science No 384 p. 24
" " Rapport du Directeur général AIEA
Spencer Wheatley et Didier Sornette*, professeurs ETH Zurich “ ”, Le Temps, 14 novembre 2016
Wheatley, S., Sovacool, B., & Sornette, D. “ ”, 2016 Risk Analysis. DOI:10.1111/risa.12587
Rémi Sussan, “ ”, 2013, sur internetactu

La ChemCam de Curiosity

Mon, 26 May 2014 00:00:00 +0000

Vu la photo ci-dessous dans un consacré au . C’est juste un forage sur Mars… Mais qu’est-ce donc que cette ligne de points noirs ? D’après la légende, ils ont été faits par un “rock-zapping laser”… Le mystère s’épaississait, il fallait que je cherche, que je sache.

trou foré sur Mars par le robot Curiosity et, dans le trou, une ligne de cicatrices produit par son "rock-zapping laser". ∅ trou 16 mm environ (détail d’une image NASA, cliquer pour l’image complète)

En fait il s’agit de traces de mesures faites par la , un dispositif digne d’un Maître Jedi : un laser vaporise la matière, et un spectromètre analyse la lumière émise par le plasma pour en déterminer les constituants. Ca s’appelle ou “LIBS” en anglais.

Vois-tu, jeune padawan, d’après la couleur, cette porte est en titane-béryllium…

C’est même plus fort qu’un Maître Jedi, car la ChemCam fonctionne jusqu’à 9 mètres de distance ! Et en utilisant une série de courtes impulsions, elle peut commencer par “nettoyer” la surface à analyser de la poussière ou de l’oxydation de surface pour atteindre la roche proprement dite.

Concrètement, la partie optique de la ChemCam se trouve dans le mât qui domine le robot, juste à côté de la caméra “ ” qui lui sert de viseur, alors que les spectromètres sont dans le corps du robot :

Diagramme bloc de l’instrument ChemCam. Credit: ChemCam/LANL/IRAP/CNES

La ChemCam a été en partie conçue et réalisée par des équipes françaises (bravo les voisins, cocorico! ) notamment le laser qui a été développé par Thalès. Ce laser produit des impulsions très courtes de 8 nanosecondes environ, et d’une énergie de 30 milliJoule seulement . C’est très très faible. Mais 30

\[mJ\]

/ 8

\[ns\]

ça fait dans les 3.75 MW de puissance ! ( J’ai pour être sur …) Comme il faut environ 1GW/cm² pour créer le plasma de roche, le “rock-zapping” laser ne zappe qu’un tiers de mm² environ, mais ça suffit pour le spectromètre.

(ajout du 27.5.14) En 8 nanosecondes, la lumière ne parcourt que 2.4 mètres ! Le laser est déjà “éteint” lorsque la lumière atteint un rocher à 8m de Curiosity. L’impulsion ressemble donc plus à un tir de pistolet laser qu’à un coup de sabre.

La ChemCam fonctionne très bien, elle a vaporisé son 100'000ème morceau de roche lunaire martienne (!) en novembre 2013 dont je ne sais pas combien dans des trous perçés par la Comme l’indique Sylvestre Maurice du CNES de l’ , un des concepteurs de la ChemCam , ça permet de faire des statistiques plutôt que de se satisfaire de quelques mesures ponctuelles.

Voilà, ma curiosité est satisfaite pour quelques heures…

Références:

" ", 2011, le Figaro
S. Maurice et al. “The ChemCam Instrument Suite on the Mars Science Laboratory (MSL) Rover: Science Objectives and Mast Unit Description” , 2012, Space Science Reviews, Volume 170, Issue 1-4, pp 95-166 \[[pdf](https://www.researchgate.net/profile/David_Baratoux/publication/257664696_The_ChemCam_Instrument_Suite_on_the_Mars_Science_Laboratory_%28MSL%29_Rover_Science_Objectives_and_Mast_Unit_Description/file/50463526ee47fa6a2b.pdf)\]61 pages avec la description très complète!
" ", novembre 2013, Thalès
interview de Sylvestre Maurice de l’IRAP

Non, Voyager 1 n'a pas quitté le système solaire

Wed, 18 Sep 2013 00:00:00 +0000

Je vous propose ci-dessous une traduction de l’article “ ” de Phil Plait le “Bad Astronomer” qui introduit une intéressante distinction entre “entrer dans l’espace interstellaire” et “quitter le système solaire”

Voyager 1, une sonde lancée il y a plus de trois décennies, est maintenant dans l’espace interstellaire (illustration NASA/JPL-Caltech)

Le 12 septembre, en fanfare qu’après 36 ans dans l’espace, la sonde est entrée dans l’espace interstellaire.

J’ai deux choses à en dire, et je veux être prudent. D’abord, c’est un événement extraordinaire qui vaut vraiment la peine d’être célébré. Ensuite, beaucoup de gens disent que Voyager 1 a quitté le système solaire, et ce n’est pas tout-à-fait exact.

Commençons par le début. Ce que les scientifiques ont découvert est que, pendant la deuxième moitié de 2012, Voyager est entrée dans une nouvelle région de l’espace. Ca concerne le , un flux de particules subatomiques soufflées au loin par le Soleil. Ce vent se propage au loin, et bien au delà de l’orbite de Neptune il rencontre les particules qui existent entre les étoiles. Il les repousse et ralentit par la même occasion. A un certain point, la pression du vent n’est plus assez forte pour repousser la pression des particules extérieures, et il s’arrête. Cette région s’appelle l’ . Nous savions depuis des années que Voyager est dans ce volume flou d’espace où se trouve l’héliopause, mais il a été follement difficile de savoir si elle l’avait traversée.

Diagramme montrant les positions de Voyager 1 (en haut à gauche) et Voyager 2 (au milieu à gauche). La région intérieure bleue est le vent solaire, le bleu plus clair représente l’interaction entre le vent solaire et la matière interstellaire. Voyager 1 est en dehors de ces deux régions (illustration NASA/JPL-Caltech)

Puis le Soleil nous a fait un cadeau : une . Ces énormes explosions expulsent de la matière au loin, et l’une eut lieu en Mars 2012. Après plus d’un an de voyage, son onde de choc a atteint l’héliopause. A cet endroit, elle a interagi avec la matière qui s’y trouve en la faisant vibrer. Ce type d’interaction est détectable par Voyager, et lorsque les scientifiques ont analysé les données, ils ont réalisé que la densité de matière était bien plus élevée qu’attendue. Et c’est exactement ce qui devrait se produire si Voyager avait en fait dépassé l’héliopause.

Donc, il semblerait qu’après avoir parcouru 19 milliards de kilomètres, un de nos vaisseaux spatiaux est entré dans ce qu’on peut raisonnablement appeler l’espace interstellaire.

Mais cela veut-il dire qu’il a quitté le système solaire ? Et bien non. Ca peut paraître bizarre puisque je viens de dire que c’est l’espace interstellaire, mais ce n’est que si vous considérez l’influence du Soleil sur les particules.

Cependant, il y a plus que des électrons et des protons dans la banlieue étendue de notre système solaire. Même là-bas, plus de 120 fois plus loin du Soleil que la Terre, il y a des objets plus substantiels : de gros morceaux de glace qui sont autant de comètes géantes. Le Soleil est entouré de milliers de milliards de ces grosses boules de glace, dont une multitude forment le . Il leur faut des millénaires pour parcourir une seule orbite autour du Soleil, mais elles restent captives de sa gravité.

Ceci en fait de véritables objets du système solaire, et c’est pourquoi on ne peut pas vraiment dire que Voyager 1 a quitté le système solaire. Il y a encore du système solaire plus loin!

Les précédentes annonces selon xkcd

C’est comme sortir par la porte de votre maison et dire que vous avez quitté votre propriété. Vous avez quitté la maison, mais il y a encore le jardin autour de vous : il vous reste encore du chemin.

J’insiste sur ce point car on a déjà dit que Voyager avait quitté le système solaire dans le passé. Plusieurs fois. De nombreuses fois. La dernière était en Mars de cette année, quand des scientifiques ont annoncé avoir détecté un changement dans l’environnement de Voyager qui aurait marqué le début de l’espace interstellaire. Cette annonce a été rapidement contredite par l’équipe Voyager au JPL et son chef, Ed Stone. Mea Culpa : que Voyager avait quitté le système solaire, puis m’étais rapidement ravisé lorsque l’équipe Voyager avait sonné la cloche.

Cependant, avec ces nouveaux résultats Stone a donné sa bénédiction. Même si Voyager a encore un long chemin (plusieurs milliers d’années en fait) avant qu’elle quitte réellement le système solaire, je pense qu’il est juste de dire qu’elle est maintenant dans l’espace interstellaire.

Et ceci est un succès étonnant pour l’humanité. C’était inévitable : nous savions que ça allait arriver même avant que Voyager 1 et sa jumelle soient lancées en 1977. Mais tout de même, après toutes ces années et tant d’espace vide parcouru, ce point a été atteint. L’humanité est maintenant une espèce interstellaire.

Je trouve que les mots que j’ai écrits prématurément en mars sonnent encore plus vrai aujourd’hui:

\[Voyager\] a glissé sur les limites rêches de l’influence du Soleil et bouge toujours avec assez de vitesse pour la lancer dans la galaxie. Notre intermédiaire, notre envoyée se dirige vers les étoiles auxquelles elle appartient

Ce n’est qu’un début. Il y en aura beaucoup d’autres, dont certaines sont déjà en chemin. Un jour peut-être nous les rejoindrons.

Solar machins

Thu, 30 Sep 2010 00:00:00 +0000

Après le tour du monde de et les premiers vols de qui prépare le sien, voilà que lève l’ancre pour boucler la première circumnavigation à l’énergie solaire. 20 ans après , les Suisses semblent toujours aussi passionnés de véhicules solaires jusqu’à imaginer un , tandis que d’autres se lancent dans le ! Désormais, si vous voulez vous aussi promouvoir l’énergie solaire en vous promenant dans un véhicule original, il ne reste que SolarTrottinette…

Je me demande si ces projets permettent réellement de faire avancer le . Est-ce que ces engins préfigurent vraiment les véhicules de nos petits enfants ? J’ai des doutes…

La "Jamais Contente", première voiture ayant atteint 100 km/h, en 1899. Elle était électrique, déjà …

D’abord, une évidence parfois oubliée : un véhicule “solaire” est en fait un véhicule à propulsion électrique dont la batterie est rechargée par des panneaux solaires. La propulsion électrique, on sait faire depuis assez longtemps, et ces dernières années ont permis de disposer des et des batteries à hautes performances nécessaires.

Au niveau des véhicules il n’y a pas de conception fondamentalement nouvelle : l’avion a deux ailes et des hélices, la voiture à des roues et le bateau a des coques. C’est la faible puissance des cellules photovoltaïques qui conditionne la construction de ces engins : il faut de grandes surfaces et une extrême légèreté car le but essentiel est d’avancer en utilisant un minimum de puissance.

Ainsi, Solar Taxi ne consomme que 8 kWh/100 km en moyenne, soit l’équivalent de 0.8 l/100km. C’est donc une “voiture” plus proche de la classe “Urban Concept” de l’ que de la .

Solar Impulse en vol

Sur le site de Solar Impulse, on trouve remarquablement honnête :

Avec 200 m2 de cellules photovoltaïques et 12 % de rendement total de la chaîne de propulsion, la puissance moyenne fournie par les moteurs de l’avion n’atteint plus que 8 CV ou 6 KW.. C’est à peu de chose près ce dont disposaient les frères Wright en 1903 lorsqu’ils ont réalisé le premier vol motorisé.

Si Solar Impulse peut envisager un tour du monde alors que les frères Wright ne volèrent que quelques centaines de mètres, c’est grâce au progrès de l’aéronautique qui permettent de réaliser aujourd’hui un moto planeur aux performances étonnantes plus que grâce au solaire. En effet, si au lieu d’embarquer 400 kg de batteries, un “Petrol Impulse” équivalent chargeait 400 kg de kérosène, il pourrait voler environ 1000 heures avec des moteurs de même puissance (et chauffer l’équipage et ses repas en prime…), donc également boucler un tour du monde sans escale.

"Planet Solar" au large de Monaco

Le projet que je trouve le plus incompréhensible est celui de Planet Solar. Quelle drôle d’idée de construire un bateau solaire, alors qu’on fait déjà des à l’énergie renouvelable depuis presque 500 ans ! Des voiliers en bois ont transporté des centaines d’hommes et des tonnes de marchandises dans les eaux dangereuses des mers du sud pratiquement sans prévisions météo. Comment peut-on considérer comme un progrès de faire un tour du monde par les canaux de Panama et de Suez sur un bateau léger dont toute la surface est occupée par des panneaux ? Où est donc l’innovation dans ce projet ?

Pourtant il existe des idées innovantes pour la navigation, comme , ou soulever un bateau hors de l’eau .

L’Hydroptère : près de 100 km/h à la voile… Ca c’est de l’innovation!

Même si je reconnais volontiers la performance technique de réaliser des véhicules consommant très peu d’énergie et que je souhaite plein succès aux équipes dans leurs projets, j’ai de la peine à partager des “rêves” basés sur de vieilles idées additionnées de rationnement de l’énergie. Un vrai rêve pour moi, ce serait plutôt d aller et , …

Ikaros, la voile solaire japonaise lancée en juin

Poussières d'espace

Sat, 12 Jun 2010 00:00:00 +0000

Perdu dans le ciel,

le faucon est de retour,

le bec poussiéreux.

Le premier * de Dr. Goulu a été inspiré par la (“faucon pèlerin” en japonais) dont j’ai appris l’histoire mouvementée à la radio l’autre jour.

Les japonais ont lancé très discrètement cette sonde en 2003, parlant de “démonstrateur technologique”. Hayabusa a souffert de nombreux incidents qui la font rentrer 3 ans plus tard que prévu. Demain pourtant, elle devrait se poser en Australie après un exploit remarquable : ramener sur Terre de la matière prélevée sur un astéroïde de 600 m seulement, .

vue de la sonde Hayabusa sur l’astéroïde Itokawa

Hayabusa a utilisé les fameux moteurs ioniques dont j’ai pour rejoindre sa cible, puis s’est posée sur le caillou dont l’attraction est si faible qu’il n’est pas possible d’y creuser. En tirant un petit projectile sur la surface, Hayabusa devait récupérer les poussières éjectées lors de l’impact, mais on ne saura que dans quelques jours si ça a marché.

Si oui, Hayabusa rejoindra le club très fermé des missions ayant ramené de la matière extraterrestre :

En 2004, “ ” a ramené de la poussière du vent solaire collectée au L1, mais au retour sur Terre, ses parachutes n’ont pas fonctionné et elle s’est bien plantée… Mais les échantillons ont survécu et les viennent d’être publiés.

Genesis après son “atterrissage”…

En 2006, “ ” a ramené des poussières cométaires prélevées près de la comète Wild 2. Mieux : elle n’a fait que larguer sur Terre un container avec les échantillons et poursuit sa route vers la comète Tempel-1 (qui a été percutée par en 2005) qu’elle rencontrera à moins de 200 km le 14 février 2011. Grâce à , vous pouvez aider la science en repérant les quelques poussières interstellaires collées dans les m2 de capteurs de la sonde.
Sans oublier les astronautes des missions Apollo qui ont ramené 382 kg de entre 1969 et 1972, ni les 3 sondes Luna soviétiques qui en ont ramené 326 g entre 1970 et 1976.

WorldCat • Open Library • LibraryThing • Google Books • BookFinder A ce sujet, j’ai lu cette semaine “Poussière de Lune” , prêté par Stefano. Un épais roman de S-F avec beaucoup de références à toutes sortes de choses intéressantes et réussissant notamment à promouvoir la géologie au rang des sciences dignes de la science-fiction. Cependant, je n’ai pas adhéré à l’intrigue principale, un peu trop visiblement destinée aux scénaristes d’Hollywood. Mais un bon bouquin de vacances tout de même.

Note* : j’en suis assez fier, car même ça reste un haïku. Mais bizarrement, le mot “hayabusa” n’apparait pas…

Références :

Frédéric Castel “ ” (MP3) Radio Suisse Romande, 12:30, 6 juin 2010
Stephen Baxter (1998). Poussière de Lune. J'ai Lu.

Bon anniversaire, Hubble !

Wed, 28 Apr 2010 00:00:00 +0000

Ce qu’il y a de bien quand on fête un anniversaire scientifique, c’est qu’on reçoit des cadeaux au lieu d’en offrir. A l’occasion des 20 ans du télescope spatial Hubble, le “ ” nous offre une magnifique rétrospective en vidéo des fantastiques progrès de l’astronomie, ou plutôt de l’astrophysique qu’a permis cet instrument. Voici la première partie :

. Si vous ne comprenez pas l’anglais, vous pourrez quand même profiter du second cadeau publié à l’occasion de l’anniversaire de Hubble : cette image :

La "Mystic Mountain" dans la nébuleuse de la Carène

Disponible en jusqu’à 4 Mega pixels, votre prochain fond d’écran montre un détail de la l’une des zones les plus actives du ciel dont j’ai parlé . Dans ces nuages d’hydrogène se forment de nouvelles étoiles dont le rayonnement souffle le gaz en filaments chauds. Tout en haut de l’image, une étoile cachée dans le nuage produit deux jets opposés de 5.5 milliards de km qui provoquent des ondes de choc en rencontrant le gaz diffus. Wow.

Personnellement, je dirais qu’en 20 ans Hubble m’a fait considérer l’espace comme beaucoup plus dynamique et agité que je ne l’imaginais. Avant, les astres étaient de petits points de lumière perdus dans le noir. Grâce à Hubble, le ciel est beaucoup moins noir.

Merci, Hubble, et bon anniversaire !

Dr. Goulu a déjà , mais si vous ne l’avez pas encore fait, lisez au moins: “

Cendres et réacteurs

Mon, 19 Apr 2010 00:00:00 +0000

A froid, j’imaginais que la cendre abraserait les pales des réacteurs légèrement plus vite que d’habitude dans un nuage volcanique peu dense, pas de quoi fermer tout l’espace aérien européen.

Et puis j’ai lu quelque par que des F/A-18 de l’armée finlandaise avaient été très abimés la semaine passée. Une petite recherche mène à illustrées par la photo* ci-dessous:

cendre volcanique islandaise fondue dans un réacteur finlandais

La cendre ne fait pas qu’user les pales de la turbine, elle peut y fondre dans le réacteur et s’y re-solidifier! Sur , quelqu’un qui a l’air de s’y connaitre explique:

La cendre est en fait constituée en bonne partie de silice. Cette silice fond dans la chambre de combustion des moteurs, ce qui en fait du verre fondu, et ce liquide pâteux va gommer les injecteurs de fuel, les bougies d’allumage et, surtout, les orifices de refroidissement des aubes de turbine à haute pression, celles situées juste en aval de la chambre de combustion et qui peuvent alors fondre carrément, et elle finit par s’agglutiner sur les pales des aubes de tous les étages de turbine du moteur et réduit grandement leur efficacité (un peu comme le givrage d’une aile).

La turbine perdant de son efficacité, la puissance du moteur diminue. Le réflexe du pilote est alors d’augmenter la puissance, ce qui ne fait qu’accélérer le processus en faisant fondre davantage de cendre. Après suffisamment d’accumulation, la puissance que peut fournir la turbine devient inférieure à la force requise pour faire tourner le compresseur, qui stalle alors avec un gros boum, et le moteur s’arrête complètement.

Il y a aussi les dangers d’abrasion de la cendre. Cette abrasion peut rendre les surfaces des aubes rugueuses et leur faire perdre leur efficacité également, et pas seulement la turbine mais le compresseur également. Et il y a déjà eu un avion dont le pare-brise était devenu opaque suite à cette abrasion et l’équipage a dû sortir la tête par la fenêtre pour atterrir.

Le pare-brise dont il est question est probablement celui du d’Amsterdam vers le Japon via Anchorage, qui s’est retrouvé dans le nuage du volcan Redoubt en Alaska en 1989 :

Pare-brise

La réparation de ce Boeing 747, y compris le remplacement de ses 4 moteurs, a coûté plus de 80 millions de $ …

En 1982, un autre Boeing 747, celui du de Londres vers Auckland a vu ses 4 moteurs s’arrêter en traversant le nuage du , au dessus de Java. L’avion a pendant 12 minutes avant de pouvoir relancer les moteurs et atterrir de justesse à Jakarta. L’incident est relaté dans un épisode de l’excellente série “Mayday”

Selon :

Au cours des vingt dernières années, 80 cas d’avions pris dans des nuages de particules volcaniques ont été recensés: les cendres ont failli entraîner la perte de deux Boeing 747, avec près de 500 personnes à leur bord, et ont endommagé vingt autres appareils, avec des coûts de réparation atteignant des centaines de millions de dollars, selon des experts.

Il y a donc un risque réel, du moins quand le nuage est “assez” dense. Je me pose encore deux questions :

à partir de quelle densité un nuage de cendres est-il dangereux pour les jets ?
pourquoi est-il moins risqué de traverser les nuages de poussière du Sahara qui colorent régulièrement la neige des Alpes ?

Note * : à cette occasion, j’ai appris un nouveau mot : “ ”

Gyroscopes d'hier et de demain

Fri, 09 Apr 2010 00:00:00 +0000

illustration Wikipedia

Mon premier était une simple toupie montée dans une cage articulée : une fois lancée à l’aide d’un bout de ficelle, l’axe de la toupie reste insensible aux mouvements du support de la cage, magique.

L’ indispensable aux pilotes n’était initialement qu’une version motorisée de mon jouet d’enfant, mais Foucault ayant démontré qu’un gyroscope mesurait la rotation de la terre encore mieux que son célèbre pendule , les longs vols d’avions et de fusées ont nécessité la mise au point de sophistiquées, groupant 3 gyroscopes perpendiculaires et tous les capteurs nécessaires pour déterminer les angles de roulis, tangage et lacet de l’engin porteur.

Plateforme inertielle Litton LN3-2A équipant les chasseurs F-104 à la fin du XXème siècle

Le summum de la technologie en la matière a probablement été atteint avec le satellite destiné à vérifier un aspect méconnu de la théorie de la Relativité d’Albert, selon lequel un corps massif en rotation “enroule” l’espace autour de lui. Sa plateforme à inertie

\[1\]

est équipée de 4 sphères de quartz incroyablement précises tournant en lévitation magnétique dans le vide quasi absolu et d’un système de mesure capable de mesurer des rotations de l’ordre du cent-milliardième de degré par heure… Après plusieurs années de mesure et la prise en compte de nombreux effets qui avaient été négligés initialement, on à vérifier une fois de plus que le grand Einstein a désespérément raison.

Comme souvent en technologie, la révolution est venue d’une approche totalement différente, en l’occurrence l’optique. Prenez une bobine de quelques kilomètres de fibre optique. Injectez-y un faisceau laser aux deux extrémités. Si vous faites tourner la bobine sur son axe, l’un des faisceaux devra parcourir un chemin légèrement supérieur à l’autre, et un interféromètre judicieusement placé entre les deux faisceaux pourra mesurer cet écart proportionnel à la vitesse de rotation. Un tel (gyrolaser pour les intimes) ne contient aucune pièce mobile, est plus robuste et moins coûteux qu’un gyroscope mécanique de haute précision, voire plus précis. Après le F-15, ce sont désormais les Airbus 320 et Boeing 777 qui en sont équipés, mais ces appareils sont encore beaucoup trop volumineux et trop chers pour une application aussi indispensable que la manette de jeu de votre console préférée.

La seconde révolution vient de la technologie MEMS (“Micro Electro-Mechanical System”, ) comprenez les puces de silicium intégrant des éléments mécaniques. Depuis quelques années on sait réaliser ainsi des accéléromètres, et depuis peu des gyroscopes (ou gyromètres si vous préférez) à , basés sur la . Il s’agit en fait de ce bon vieux miniaturisé et amélioré : on réalise une sorte de diapason en silicium, composé de deux masses oscillant l’une par rapport à l’autre à haute vitesse. En faisant tourner la puce, les deux branches du diapason se tordent sous l’effet de la force de Coriolis et les deux masses n’oscillent plus dans le même plan. On mesure cette déformation par la variation de capacité électrique entre les masses et le support de silicium, et le tour est joué : un gyroscope de quelques millimètres cubes seulement, vendu autour d’un Euro, assez précis pour éviter que les modèles réduits Made in China du futur ne s’écrasent lamentablement par l’inexpérience de votre petit neveu.

Puce du gyroscope 2D de ST Microélectronics, qui vient d’en commercialiser un 3D

Sources:

, excellente présentation complète de STM, en anglais

Pets solaires

Sun, 28 Mar 2010 00:00:00 +0000

Voici mon nouveau fond d’écran :

(cliquer pour obtenir l

Trouvée grâce à , c’est une photo de notre étoile préférée prise par , deux satellites identiques qui observent le Soleil simultanément et permettent de faire une image en 3D de l’héliosphère. L’image est prise dans les ultraviolets à haute énergie, à la limite des rayons X, et montre des . Celle qui produit la tache blanche de gauche est assez violente pour saturer les capteurs CCD de Stereo, dont les électrons débordent sur les pixels voisins. Mais c’est encore une petite éruption comparée à certaines qui ont endommagé des satellites.

Admirez aussi les magnifiques boucles de gaz ionisé qui suivent les lignes du du Soleil. Une énergie colossale est stockée dans ces boucles qui se perturbent mutuellement, fusionnent et parfois s’ouvrent en propulsant le gaz dans l’espace dans ces éruptions qui peuvent causer momentanément des variations de 10% de la puissance émise par notre étoile.

Pour fixer les idées, à l’échelle, la Terre est grande comme une des petites taches claires à la surface du Soleil. , mais on peut faire de sacrément jolies photos des grandes, non ?

Encore, Cassini, encore !

Thu, 22 Oct 2009 00:00:00 +0000

La sonde Cassini devait explorer le système de Saturne jusqu’en 2008, mais sa fantastique moisson d’informations a été jusqu’en 2010 pour observer l’équinoxe de Saturne, le moment où la lumière du lointain Soleil rase le plan des anneaux. C’est ces jours-ci. Cassini a pris de dont mes préférées sont ci dessous.

Mais tout d’abord, une bonne nouvelle : il est question de prolonger la mission Cassini jusqu’en 2017, le prochain solstice sur Saturne ! Il faut juste convaincre la NASA de débourser $80'000'000 par an en salaires des équipes qui gèrent la sonde (ils sont beaucoup, ou bien payés ?) Ca fait cher la photo, mais ça vaut vraiment le coup. Go yankees, go !

La lune Promethée et la perturbation qu’elle cause à l’anneau F de Saturne. Image prise dans le visible à environ 950'000 km de Saturne. (NASA/JPL/Space Science Institute)

Le "sillon de Keeler" est creusé dans l’anneau A par la lune Daphné, le petit point blanc au milieu du sillon. On voit les vagues créées par la gravité de Daphnée sur les bords du sillon. Image prise le 11 juillet 2009 à environ 496,000 km de Daphnée. (NASA/JPL/Space Science Institute) #

L’ombre rasante d’une lune sur les anneaux, dont on voit que les caractéristiques optiques sont très variables (NASA/JPL/Space Science Institute) #

Montage montrant l’influence des lunes Prométhée et Pandore sur l’anneau F (NASA/JPL/Space Science Institute)

Si ça vous plait, regardez encore les autres photos .

Sources:

John Spencer: “ ”
Le très bon
sur Wikipedia

SwissCube sur orbite

Thu, 24 Sep 2009 00:00:00 +0000

Le satellite conçu et construit par les étudiants de plusieurs écoles d’ingénieurs suisses a été lancé avec succès hier par une fusée indienne, et en plus il fonctionne !

SwissCube est un , une norme définissant des mini satellites d’une taille de 10 x 10 x 10 cm et d’une masse max. de 1 kg (SwissCube ne fait que 820 grammes). Ce format permet de grouper plusieurs CubeSats dans un conteneur, ce qui rend le lancement d’un satellite “abordable” pour une bande de passionnés soutenus par quelques sponsors.

SwissCube copyright Laurent Gillieron - keystone

Malgré sa petite taille, SwissCube est un satellite scientifique complet, embarquant un système d’observation d’un phénomène peu connu : l’" ", ou “ ”. Il s’agit d’une faible luminescence de la haute atmosphère, assez semblable aux aurores boréales, souvent observé par les astronautes.

l’“airglow” est principalement du à la recombinaison nocturne de l’Oxygène dissocié par le rayonnement solaire.

Pour observer et mesurer l’airglow pendant 3 mois, voire une année si tout va bien, SwissCube emporte une caméra qui transmet ses images vers la Terre. Il emporte donc un émetteur radio dont les signaux sont reçus non seulement par l’EPFL, mais par une armée de dont , un copain passionné qui a contribué à la conception du système de télécommunication (Bravo ! ça marche !)

Pour ma part, j’ai été impressionné par le système retenu pour la stabilisation de l’attitude de SwissCube. Le satellite étant trop petit pour que des volants d’inertie soient efficaces, ils ont été remplacés par 3 bobines dites “magneto torquers” car elles permettent d’appliquer un couple au satellite en interagissant avec le champ magnétique terrestre. Grâce à 3 magnétomètres embarqués dans le satellite et aux travaux de mes confrères du , des impulsions de courant bien calculées dans les bobines permettent d’orienter SwissCube très précisément par rapport au champ magnétique terrestre. (Bravo ! ça marche aussi !)

La puissance électrique nécessaire au fonctionnement de SwissCube est de l’ordre de 1.5 W seulement, mais une batterie durant des mois serait trop lourde. Les faces de SwissCube sont tapissées de 12 cellules solaires offrant un rendement de 27%, mais coûtant CHF 650.- pièce. Dans l’espace, personne n’entend les comptables crier …

SwissCube est aussi le premier satellite à ma connaissance dont l’état et les données transmises sont disponibles en temps réel sur le web. C’est .

Références

" ", plaquette pdf
, EPFL
Fabien Jordan “ ”, Avril 2008

Hubble v.2.009

Sat, 12 Sep 2009 00:00:00 +0000

Les premières images prises par le télescope Hubble après son récent lifting ont été publiées, et elles sont… (insérez votre liste de superlatifs favoris ici, moi je n’en ai plus)

La video ( ) montre et décrit (en anglais) toutes . J’en ai choisi une par instrument embarqué sur ce fantastique satellite:

STIS

On commence par le . Le “ ” a été installé en 1997 sur Hubble, et est tombé en panne en 2004. Sa réparation justifiait presque à elle seule la mission de la navette en mai 2009. STIS peut analyser la lumière provenant de nuages de gaz pour déterminer leur composition chimique.

Le montage ci-dessous montre une image d’Eta Carina, une grosse étoile en fin de vie à 7500 années-lumière dont j’ai , et le spectre mesuré par STIS le long de la ligne noire au centre de l’image. On sait ainsi qu’Eta Carina crache dans l’espace des gigatonnes de fer et de nickel qu’elle a produit et qui l’asphyxient. Combien de temps arrivera-t-elle à briller avant d’exploser en supernova ? Quelques années ? quelques décennies ou quelques siècles (mais pas beaucoup plus) ? On en saura plus sur la mort des étoiles grâce à STIS.

COS

Le “ ” est un instrument qui vient d’être installé sur Hubble. Il est destiné à mesurer la composition de l’espace intergalactique, mais il peut aussi être utilisé comme spectrographe sur des sources très peu lumineuses.

COS a été braqué sur les restes d’une supernova ayant explosé il y a 3000 ans à 170'000 années-lumière d’ici. Grâce à COS, on sait maintenant que cet événement a produit du carbone et de l’oxygène en quantités astronomiques.

WFC-3

A ceux qui préfèrent de belles images avec beaucoup de pixels, la “ ” n’apporte que du bonheur. Jusqu’ici les photos de Hubble avaient 1600x1600 pixels, maintenant WFC-3 photographie dans le visible et l’ultraviolet en 4096x4096 et dans l’infrarouge en 1024x1024. Rincez-vous l’oeil avec les Nébuleuses et ou ce

De plus, l’élargissement du spectre capté offre de nouvelles possibilités, comme de classer les étoiles d’un seul coup d’oeil sur des photos comme celle-ci, où on a rendu rouge l’infrarouge et bleu l’ultraviolet :

ACS

Le dernier des 4 instruments de Hubble est tout neuf. La “ ” est en fait une combinaison de 3 appareils:

Une caméra à large champ permettant d’observer une “grande” portion du ciel englobant plusieurs galaxies
Une caméra à haute résolution permettant de détailler une toute petite portion de ciel, comme le centre d’une galaxie. On espère même pouvoir distinguer des planètes extrasolaires avec cette caméro, qui a été équipée d’un pour éviter d’être ébloui par une étoile…
La Solar Blind Camera observe dans l’ultraviolet sans être influencée par la lumière solaire.

ACS a débuté sa prometteuse carrière en photographiant les magnifiques lentilles gravitationnelles Abell 370, à 6 milliards d’années lumière d’ici.

Quoi ? vous ne savez pas ce qu’est une ? Pourtant j’en avais parlé …

Voir aussi :

sur le Cosmographe
sur Bad Astronomy

Pour quoi retourner sur la Lune?

Sat, 18 Jul 2009 00:00:00 +0000

Le 20 juillet 1969, j’avais 5 ans et mes parents m’ont exceptionnellement permis de rester debout pour suivre l’alunissage d’Apollo 11 et les premiers pas d’Armstrong et Aldrin sur la Lune. Ces images restent d’autant plus gravées dans ma mémoire qu’à l’époque, mon avenir était tout tracé : je serai astronaute!

Les choses étaient claires : au rythme où la conquête spatiale avançait dans les années 1960, on irait en vacances sur la Lune en 2000 après avoir pris un vol stratosphérique Genève-Miami si on avait les moyens de ne pas se trainer en Concorde… Finalement, “astronaute” allait devenir une profession trop commune, alors j’ai laissé devenir le premier astronaute suisse.

40 ans plus tard, il n’y a que 12 humains à avoir passé quelques heures sur la Lune. Au 10 décembre 2006, seuls 1000 personnes avaient échappé à l’attraction terrestre, totalisant tout de même près de 82 années de missions spatiales. Il faut dire que ça coûte cher : le a coûté l’équivalent de 200 milliards de dollars actuels, la 30 milliards + 1 milliard pour chacun des 130 vols effectués jusqu’ici, la ISS environ 100 milliards. Avec les programmes russes, européens et chinois, le coût total de la “conquète spatiale” par les humains doit dépasser les 700 milliards de dollars, et quelques dizaines de vies humaines, accessoirement.

Qu’a rapporté cet investissement gigantesque :

382 kg de cailloux lunaires très instructifs.
Quelques drapeaux américains plantés sur la Lune, d’une valeur patriotique inestimable en période de guerre froide.
La réparation et modernisation de quelques satellites en orbite comme Hubble, qui auraient été perdus sans ça
Beaucoup d’expériences sur la vie en apesanteur et dans l’espace, dont ma préférée est celle-ci:
Beaucoup de déceptions aussi : aucune usine de l’espace ne produit les matériaux ou les médicaments qu’on nous avait promis
Mais aussi et surtout …

Les “retombées technologiques”

La quantité de technologies qu’il a fallu développer pour envoyer un véhicule habité dans l’espace est proprement astronomique. Les micro-ordinateurs, les piles à combustibles, les matériaux composites, les systèmes de recyclage d’eau et d’air et un nombre énorme de gadgets divers.

Une des retombées inattendue dont j’ai entendu parler directement par son inventeur est l’ . Andrew nous a expliqué que ses travaux sur la transmission de données en milieu bruité remontaient à la télémétrie des premières fusées. Aujourd’hui ses algorithmes sont gravées dans le silicium de nos téléphones portables.

Ce sont ces retombées technologiques qui ont permis aux contribuables d’accepter le coût pharaonique des missions habitées. Mais pour retourner sur la Lune aujourd’hui, il n’y a plus besoin de développer de nouvelles technologies : elles existent. Le revient même plutôt à la technologie d’Apollo qu’à celle de la navette.

En fait c’est même pire que ça : les technologies issues du spatial ont tellement progressé qu’il est aujourd’hui difficile de justifier l’envoi d’humains dans l’espace. On peut désormais presque tout réaliser avec des missions automatiques, beaucoup moins couteuses et qui n’exigent pas de mettre le drapeau national en berne pendant 3 jours en cas d’échec.

Pratiquement toutes les technologies spatiales dont nous bénéficions directement (météo, GPS, télévision etc. ) viennent de satellites artificiels et tout ce que nous savons aujourd’hui du système solaire nous a été communiqué par des dizaines de sondes comme Voyager, , et toutes les autres.

Au total les missions automatiques ont couté à peu près autant que les vols habités mais en terme de résultats scientifiques et économiques, les robots sont 10 à 100 fois plus productifs que des astronautes.

Alors retourner sur la Lune ?

Une enquête de la NASA a répertorié intéressantes à faire sur la Lune, réparties en .

connaissances scientifiques : installation d’instruments de mesure, de télescopes et d’expériences de physique
expansion économique : systèmes d’observation et de mesure de la Terre fournissant des données commercialisables, pour beaucoup en relation avec le climat
civilisation humaine : recherche de sites et de matières permettant l’implantation d’une base habitée permanente
préparation à l’exploration : recherche de sites et de matières permettant le lancement de missions plus lointaines
partenariat global : collaborations avec d’autres organisations ou pays (il y en a 10 sur 181…)
engagement public : actions (30 sur 181…) permettant d’impliquer la population, comme des webcams sur la Lune ou des manifestations sportives à faible gravité

Après un survol rapide des 181 “objectifs lune”, il me semble que les seuls qui demandent réellement une présence humaine sur la Lune sont ceux dont le but est de permettre une présence humaine sur la Lune… Les objectifs scientifiques et économiques représentant la grande majorité des 181 raisons d’aller sur la Lune peuvent pratiquement toutes être réalisées par des missions automatiques dès aujourd’hui.

Pour justifier le coût colossal d’une base habitée sur la Lune, il faudra trouver un réel retour sur investissement économique. Outre le tourisme de milliardaires, ce sera peut-être un jour l’ lunaire qui alimentera nos centrales à , mais cette éventualité est encore bien lointaine.

Références

NASA “ ”, 2006
Françoise Harrois-Monin “ , 21/09/1995, L’Express
, Le Matin, 17 juillet 2009

Comment vole un hélicoptère

Sat, 11 Jul 2009 00:00:00 +0000

La spectaculaire par une “grue volante” est l’occasion de parler un peu de ces merveilles technologiques.

Pour le bateau, visitez le Pour l’hélico, lisez la suite.

Le MI-26 pèse 28 tonnes à vide et peut déplacer une charge maximale de 20 tonnes à l’aide de 8 tonnes de carburant. Ses deux turbopropulseurs de 11’ 240 CV chacun peuvent soulever jusqu’à 56 tonnes au total, via un rotor de 32 m de diamètre formé de 8 pales de 16 m de long.

Si le fonctionnement d’une hélice d’avion est déjà un sujet assez complexe , un rotor d’hélicopère dans lequel l’incidence de chaque pale varie pendant la rotation est un véritable enfer aérodynamique.

Mais dans le cas simple du “vol stationnaire” effectué par une grue volante, on peut cependant considérer que la charge est suspendue sous une hélice simple et quelques calculs donnent

$F=\sqrt[[3]](#ref-3){2\rho S P^2}$

où F est la force axiale générée, ρ la densité de l’air, S la surface balayée par l’hélice et P la puissance des moteurs. Mais une partie de cette puissance est utilisée par le rotor de queue et le fuselage de l’hélico dans le flux du rotor diminue le rendement de l’hélice ce qui fait qu’en incorporant ρ on a en pratique plutôt

$F=\sqrt[[3]](#ref-3){1.4 \rho S P^2}$

Pour le MI-26, avec S=π.16² = 804 m² et P=16.8 MW, on obtiendrait une force de levage F=681

\[kN\]

, soit 69.5 tonnes, nettement plus que les 56 annoncées.

L’explication tient probablement au fait que les 56 tonnes sont réparties sur 804 m², ce qui donne une “charge alaire” de 68.3 daN/m², proche des valeurs au delà desquelles le rendement d’une hélice s’effondre . Intuitivement, pour générer une force plus importante, l’hélice doit soit être plus grande, soit tourner plus vite, soit on doit donner une incidence plus grande aux pales. Avec les deux dernières options, il arrive un moment où la pale suivante traverse de l’air perturbé par la pale précédente, ce qui fait chuter le rendement.

Ceci explique pourquoi les avions à décollage vertical n’ont que peu de succès par rapport aux hélicoptères, qui exploitent de grands rotors offrant un rendement élevé.

Cependant, avec un grand rotor l’extrémité des pales se déplace très vite. Les pales de 16m du MI-26 atteindraient la vitesse du son (env 300 m/s) si le rotor tournait à 3 tours par seconde. Le problème est encore pire lorsque l’hélicoptère avance : d’un côté de l’hélicoptère la vitesse de la pale s’ajoute à celle du déplacement, et de l’autre côté la vitesse de déplacement se soustrait à la vitesse de la pale. Ce phénomène limite la vitesse des hélicoptères autour de 300 km/h, car à 500 km/h une pale irait à la vitesse du son lorsque la pale opposée serait à l’arrêt par rapport à l’air, ne générant aucune portance …

Simulation numérique d’interaction Pale-Tourbillon, document ONERA (2)

C’est pourquoi les rotors des hélicoptères tournent à une vitesse constante. Le pilote ne contrôle pas la vitesse du rotor, mais uniquement l’incidence des pales via un , l’un des plus élégants systèmes mécaniques que l’on puisse voir.

Condamné à tourner très lentement, le rotor des grands hélicoptères comporte plus de pales (8 pour le MI-26) que celui des petits, mais il faut bien comprendre que le nombre de pales n’intervient pas directement dans la puissance d’une hélice, d’hélicoptère ou d’éolienne . Ce qui importe c’est que le compromis entre la vitesse de rotation, le nombre et l’incidence des pales donnant le meilleur rendement dans la plage d’utilisation de l’hélice.

Références:

Ewald HUNSINGER - Michaël OFFERLIN - Matthieu BARREAU “ ” (très intéressant)
" " sur le site de l’ONERA (très joli)
(très pratique)

Comment localiser les sondes spatiales

Mon, 01 Jun 2009 00:00:00 +0000

Sur Terre, le permet désormais de diriger nos voitures jusqu’à destination, avec une prévision de quelques mètres. Mais comment fait-on la même chose avec des sondes spatiales envoyées à la rencontre d’astres très lointains ?

Bonnes vieilles méthodes

Tant que la sonde reste en contact avec notre bonne vieille Terre, on peut mesurer le temps mis par un message radio pour aller jusqu’à la sonde et pour que sa réponse nous revienne, ce qui permet de déterminer la distance dans l’axe de visée avec une précision de 3 mètres . L’ permet même de déterminer la vitesse de la sonde avec la précision incroyable de 0.050 mm/s, mais toujours dans l’axe terre-sonde uniquement.

Dans les deux autres direction requises pour obtenir une position dans l’espace, on peut utiliser les caméras embarquées à bord. peut ainsi se positionner dans un angle de 3 microradians par rapport à ce qu’il observe, donc à 3km près en orbitant à 1 million de km de Saturne.

La précision du positionnement peut encore être améliorée en tenant compte de célestes : en observant l’orbite de Cassini dans le système de Saturne, la position de la sonde est connue à moins d'1 km près, ce qui n’est pas mal si l’on considère qu’elle est à plus d’un milliard de kilomètres d’ici.

position des 4 sondes ayant dépassé l

Vers un GPS galactique

Les méthodes actuelles donnent satisfaction dans le système solaire pour des sondes relativement lentes, mais il serait pratique de pouvoir s’affranchir de ces petites contraintes à l’avenir.

Une idée qui fait son chemin , , serait d’utiliser une sorte de GPS naturel utilisant des comme émetteurs. Ces résidus d’étoiles sont (probablement) des étoiles à neutrons qui, en s’effondrant, se sont mis à tourner sur eux-mêmes à la vitesse stupéfiante de centaines de tours par seconde, avec une régularité presque digne d’une horloge atomique.

On connait aujourd’hui environ 700 pulsars milliseconde dans notre Galaxie, dont 4 ont la bonne idée d’être “facilement” repérables dans les directions approximatives des sommets d’un tétraèdre, l’idéal pour un système de repérage. En utilisant leurs signaux un peu , il serait possible de déterminer la position d’un vaisseau spatial à 1 mètre près dans une bonne partie de la Voie Lactée, et accessoirement d’avoir l’heure exacte à 4 nanosecondes près .

Références:

Jeremy Jones “ ?”, 2006, Scientific American
sur Centauri Dreams
Josep Sala et al, “ ", 2004, ESA, ARIADNA 03/4202 report
Bartolomé Coll and Albert Tarantola, “ ”, 2009

10 choses que vous ignorez à propos de Hubble

Wed, 13 May 2009 00:00:00 +0000

J’ignorais aussi beaucoup de choses sur le vénérable mais extraordinaire télescope spatial avant de lire que je résume ici en français pour vous :

1 Hubble a pris la photo la moins lumineuse*

En 2003, l’astronome Tom Brown vers le bord de la Galaxie d’Andromède et a pris une photo avec un temps d’exposition de trois jours et demi. Il a ainsi détecté les étoiles les moins lumineuses d’Andromède (de 31, 10 milliards de fois moins lumineuses que celles qu’ont distingue à l’oeil nu) mais aussi obtenu l’image optique la plus “profonde” de l’univers, que vous pouvez .

2 la Lune n’est pas trop claire pour Hubble.

A part certains détecteurs spéciaux, la plupart des cameras de Hubble peuvent observer des astres lumineux sans risque de destruction, comme le montre , un impact de 90km de diamètre sur la Lune.

Par contre Hubble n’arrive pas à suivre un objet bougeant aussi rapidement dans le ciel que la Lune. les images doivent être prises en “mode embuscade” : on programme Hubble pour qu’il vise la direction où va se trouver le cratère quelques minutes plus tard et au bon moment on fait la photo avec une pose courte.

Ca ne marche pas à tous les coups : en 1999 on a voulu observer , mais le pointage de Hubble n’était pas parfait si bien que la détection d’eau par spectroscopie n’a pas pu être effectuée.

3 Hubble observe la Terre très souvent

En fait Hubble a observé la Terre des milliers de fois, tout simplement pour calibrer ses cameras ! En orbitant à 8 km/s, la Terre défile à toute vitesse. De plus, elle est trop près pour qu’Hubble puisse mettre au point, ce qui fait que les images de la Terre sont floues et “sillonnées”. Mais on peut les pour obtenir la sensibilité de chaque pixel de la camera.

4 Hubble a même observé le Soleil !

Hubble ne peut absolument pas observer le Soleil directement. Le télescope spatial est muni d’un système de sécurité qui l’empêche de se transformer en four solaire vaporisant des millions de dollars de silicium si un faisait une petite erreur de calcul.

Mais Glenn Schneider a exploité de manière originale un système qui utilise la lumière UV solaire pour éliminer des électrons restés piégés dans les détecteurs, et réussi à produire une “image” mosaïque du Soleil. Tous les détails sont , mais c’est pas simple. L’image est de très mauvaise qualité et sans intérêt scientifique, mais montre l’ingéniosité sans borne des expérimentateurs, qui réussissent à tirer d’un appareil plus que ce pourquoi il avait été prévu.

5 Hubble ne peut pas voir les restes d’ Apollo sur la Lune

Pourquoi Hubble n’a-t-il pas fait taire les adeptes de la en prenant des images des sites d’alunissages ? Une raison est que les astronomes ont autre chose à faire que de tenter de faire taire des illuminés qui prétendront de toutes façons que les images sont aussi truquées.

Mais aussi, Hubble ne peut pas voir ces objets ! Ils sont beaucoup trop petits. Ca surprend beaucoup de monde car nous sommes désormais habitués à voir des images ultra nettes de nébuleuses et de galaxies. Mais si ces objets sont très lointains, ils sont aussi très très grands : des années-lumière, ou parfois des milliers d’années lumière de diamètre.

Or les restes du ne font que 4 mètres… Mais la Lune est beaucoup plus proche, n’est-ce pas ? Oui, mais .

La de Hubble est de 0.1 , ce qui correspond à 200 mètres sur la Lune. C’est surprenant, mais il faudrait un télescope 50x plus puissant que Hubble pour voir le LEM sur un seul pixel…

6 Hubble a observé toutes les planètes sauf Mercure.

Pas de problème pour les planètes extérieures à l’orbite terrestre : Hubble a observé , , , , et même .

Mais le système de sécurité mentionné plus haut empêche de pointer Hubble vers Venus et Mercure. La marge de sécurité de 50° a été une seule fois exceptionnellement réduite à 45° pour , à la recherche (infructueuse) de SO2 d’origine volcanique.

Mercure se situe au maximum à 28° du Soleil, trop près pour que Hubble puisse l’observer sans dommages. Mais la sonde est en train de nous en apprendre beaucoup plus sur Mercure que tout ce que nous aurions pu imaginer voir depuis la Terre ou son voisinage immédiat.

7 Hubble n’utilise pas de lentilles. Enfin presque.

19 ans après le lancement de Hubble, il n’est pas rare d’entendre parler de la “lentille de Hubble”, même dans un show produit par le Space Telescope Science Institute, l’agence qui exploite Hubble!

Il faut dire qu’en anglais on utilise le terme “telescope” également pour une à lentilles (un “ ” si on voulait être précis)

Hubble est un “ ” doté d’un miroir de 2.4 mètres, le plus grand jamais hissé en orbite :

En fait même les caméras utilisent des miroirs plutôt que des lentilles, qui absorberaient un peu de lumière mais surtout causeraient de l’ .

Cependant, il y a quelques lentilles à bord : celles des , petits télescopes qui suivent des étoiles “repères” avec une incroyable précision pour maintenir Hubble pointé dans la bonne direction.

8 Tout ce qu’il voit n’est pas intentionnel.

Hubble a plusieurs caméras qui observent différents points du ciel séparés de quelques minutes d’arc. Si l’une est entrain d’observer, disons le centre d’Andromède, les autres voient les environs du centre de cette galaxie, mais n’étaient initialement pas exploitées.

Mais en 1997, une nouvelle mémoire de masse a été installée à bord, et la bande passante étant suffisante pour transmettre les mesures de 3 caméras à la fois, on a lancé le “programme parallèle” : une caméra observe ce qui est visé, et deux autres observent à côté, “au cas où…”

En octobre 1997, Hubble était pointé sur le Grand Nuage de Magellan. La caméra active était la , mais Phil Plait utilisait la en parallèle. En arrivant au boulot le matin, il regardait ce que STIS avait mesuré le jour précédent, en regardant dans des directions jamais observées précédemment.

La majorité du temps, il n’y voyait rien de spécial. mais un jour il vit ceci :

La tache floue est une “nébuleuse planétaire”, un nuage de gaz émais par une étoile mourante, Malheureusement elle avait été découverte précédemment et ne s’appelle donc pas “nébuleuse Phil Plait”, mais il put cependant en tirer quelques conclusions du spectre de l’objet dans une

Et comme il le dit, il ne sait pas ce qu’il trouvera sur son bureau demain grâce au “programme parallèle”.

9 Une camera de Hubble est déjà au musée

Au Smithsonian à Washington DC, vous pouvez voir le (FOS) qui a été démonté en 1997 pour faire de la place à STIS et à

10 Vous pouvez voir toutes les photos prises par Hubble

Depuis son lancement en 1990, Hubble a orbité plus de 100'000 fois autour de la Terre et a effectué un demi million d’observations distinctes. Le public a accès à toutes les images qui ont été prises au moyen de cette .

Mais les images récentes n’y sont pas : elles sont réservées pendant un an aux scientifiques qui ont commandé les observations, ce qui leur laisse une longueur d’avance pour publier leurs travaux tout en fournissant ensuite gratuitement d’innombrables informations utiles à d’autres chercheurs, et de très beaux fonds d’écrans aux amateurs.

Note* : ma traduction initiale de Hubble took the deepest visible light image yet made était Hubble a mesuré la lumière la plus faible, mais un disciple de transmission quantique à un photon par bit a fait ;-)

les satellites sur GoogleEarth

Fri, 27 Feb 2009 00:00:00 +0000

L’ouverture des produits Google permet des choses merveilleuses. Par exemple, a réalisé des .

A l’aide de par exemple, on peut rapidement savoir si un ovni qui traverse le ciel ne serait pas la Station Spatiale Internationale, par hasard. En cliquant sur un satellite dans GoogleEarth, on obtient immédiatement son nom et un lien vers une .

Par exemple en ce moment je peux voir que les deux objets en orbite les plus proches de chez moi sont deux… déchets : des étages de fusées soviétiques lancées en et

Dans le même registre, le mis à disposition par Orbiting Frog trace un panache d’orbites rouges et blanches :

(cliquer pour agrandir)

Ce sont les survenue le 10 février entre le Cosmos-2251 russe et le satellite Iridium-33, du moins les plus gros, qui ont pu être reprérés au radar.

On voit qu’ils suivent globalement les orbites initiales des satellites, donc que le choc n’a pas du être “en plein dedans”, mais que les engins se juste assez touchés pour se désintégrer. Mais tout de même, puisqu’au bout de 10 jours les orbites forment des faisceaux de 10° à vue d’oeil, dans 6 mois déjà ces orbites seront réparties sur toutes les longitudes.

Ces satellites ayant des périodes de révolution de l’ordre de 100 minutes, les débris ont déjà parcouru plus de 100 tours de la Terre, et leurs légères différence de vitesse au moment du choc ont suffi à les répartir déjà sur une moitié d’orbite environ. Encore 10 jours et ils ceintureront la Terre en permanence…

Qui économise pour ?

Un jet gros porteur sachant planer ...

Sun, 25 Jan 2009 00:00:00 +0000

… ça peut aider, comme dans le cas du qui a amerri sur l’Hudson River le 15 janvier. Car avant de se transformer en hydravion, l’Airbus 320 souffrant d’une indigestion de pâté d’oies sauvages a “tout simplement” plané.

Combien de temps ? Quelle distance a-t-il parcouru ? Comment le pilote a-t-il pu contrôler son appareil ?

Une des caractéristiques les plus importantes d’un planeur est sa “ ” : c’est le rapport entre la distance horizontale parcourue et l’altitude perdue, dans de l’air calme. La finesse est un optimum du “taux de chute” défini comme le rapport entre la vitesse de vol et la vitesse de chute, que l’on représente dans un diagramme “polaire des vitesses” qui dépend de la construction de l’aéroplane et notamment du profil aérodynamique de son aile

polaire des vitesses d’un planeur des années 1960

La polaire ci-dessus montre que ce planeur ne descend que de 0.8 m/s en volant à 75 km/h, soit un taux de chute d’environ 26, mais la tangente tracée depuis l’origine indique qu’en volant à 85 km/h, le vélivole pourra parcourir 27 km en descendant de 1000m. A remarquer que la finesse ne dépend pas de la charge alaire : un planeur alourdi par des ballasts d’eau voit sa polaire décalée vers les hautes vitesses : on obtient la même finesse, mais en volant plus vite

Polaire d’un planeur moderne

Pour un lourd gros porteur, on peut donc s’attendre à ce que la vitesse optimale soit élevée. Lors de l’incident du “ ”, un Boing 767 tombé en panne sèche en plein vol en 1983, le pilote avait trouvé expérimentalement que la vitesse optimale se situait autour de 400 km/h, et avait obtenu de son zinc une finesse proche de 12, soit l’équivalent d’un bon parapente actuel.

Les données sont difficiles à trouver, mais il semblerait qu’un Airbus 320 ait une finesse de l’ordre de 15 à 20, le tout nouveau A-380 arriverait à 25 et l’A-330 à près de 30. Ce sont donc des planeurs tout à fait honorables, mais très rapides.

En tombant en panne à environ 1000m d’altitude, l’Airbus du pouvait donc parcourir environ 20 km à la vitesse de 400 km/h, soit environ 3 minutes de vol. C’est court, mais ça permet de consacrer quelques secondes à la prise de décision, puis de se préparer à “ ” le moins mal possible.

Mais encore faut-il pouvoir piloter l’engin. Dans un planeur, de petits câbles actionnent les gouvernes, mais dans un Airbus ce sont des circuits hydrauliques à commande électrique. Sans moteurs, plus de pression d’huile, plus de génératrice, plus de cette énergie vitale dans les avions modernes. Heureusement, il y a le RAT.

La “ ” est une éolienne d’environ 80 cm de diamètre qui sort automatiquement d’un logement en cas de panne d’énergie et fournit les quelques kilowatts * nécessaires pendant la descente en vol plané. L’hélice entraîne directement une pompe hydraulique sur les Airbus, où l’huile fait tourner ensuite une génératrice électrique. Sur les Boeing c’est l’inverse : le RAT produit de l’électricité qui alimente le groupe hydraulique.

Note * : A ceux qui voient là la preuve qu’une petite éolienne peut produire beaucoup d’énergie, je rappelle juste un détail : ça marche avec 400 km/h de vent, et à cette vitesse on peut effectivement produire 25 x 125 x plus de jus qu’à 80 km/h…

Le GPS pour les nuls : Satellites et Signaux

Sat, 27 Sep 2008 00:00:00 +0000

Les GPS sont ces appareils “magiques” apparus il y a 15 ans sur les bateaux, puis sur les avions, les voitures de luxe, les taxis et les camions il y a 5 ou 6 ans, et qui se répandent maintenant dans les voitures et les téléphones voire les appareils photos.

Bref, ça n’épate plus personne de savoir où on est à quelque mètres près dans une ville inconnue et d’être dirigé vers son hôtel de façon fiable par une douce voix féminine qui reste parfaitement calme même si on ne suit pas le chemin tracé. Mais si on sait comment ça marche, le GPS apparait comme l’une des 7 merveilles du monde technologique*

Ce premier article présente la partie “Satellites et Signaux” de cette extraordinaire réalisation .

Le principe est tout simple : 24 satellites tournent autour de la Terre sur des orbites précises, en faisant “bip-bip”. En tout point de la planète, on peut recevoir les signaux de 6 à 10 satellites.

On pourrait se dire que 3 satellites suffisent:

si on sait quels satellites ont émis les bips reçus, on peut savoir où ils se trouvent sur leur orbite
et si on sait combien de temps le “bip” à mis pour aller du satellite à l’endroit où on se trouve à la vitesse de la lumière

alors on sait qu’on se trouve à l’intersection de 3 sphères centrées sur les satellites, et dont les rayons correspondent à la distance parcourue par chaque “bip”, et il n’y a que 2 tels points, dont l’un n’est probablement pas à la surface de la Terre, donc nous nous trouvons à l’autre.

La principale difficulté et de mesurer avec une grande précision le temps mis par les bips pour parcourir la distance entre le satellite et le récepteur.

Certaines pages du web prétendent que les signaux émis par les 3 satellites contiennent l’heure exacte de l’émission. C’est faux et ça serait inutile, car il faudrait aussi une horloge ultra précise au récepteur. Les satellites sont effectivement équipés d’horloges atomiques ultra précises, mais il serait beaucoup trop cher d’en mettre dans chaque récepteur.

Le truc, c’est de tenir compte d’un quatrième satellite et de calculer l’intersection de 4 sphères au lieu de 3, mais dans l’ , en tenant compte du temps : il n’existe qu’un seul endroit à un seul moment extrêmement précis où les décalages entre les bips des 4 satellites donnés peuvent correspondre aux mesures. Le GPS fournit donc non seulement la position géographique, mais aussi l’heure exacte en prime.

Reste encore quelques petits détails techniques à résoudre.

D’abord, les bips-bips doivent être reconnaissables, pour qu’on sache quel satellite l’a émis. On pourrait les émettre sur 24 fréquences différentes, mais ça ferait des récepteurs compliqués. Donc ils sont tous émis sur la même fréquence, mais alors ils doivent être clairement distincts : des bip-bips, des bop-bops, des bap-baps etc.

Ensuite, le satellite émet avec une puissance de 25W qui arrose presque la moitié de la surface de la Terre. Sur Terre, un récepteur reçoit 0.000178 pW .

\[pW\]

c’est “picoWatt”, un millième de milliardième de Watt, la puissance d’un muscle de puceron. Cette puissance reçue est 45 fois inférieure (16 décibels) à la puissance du bruit thermique dans la gamme de fréquence du GPS. Pour éviter d’avoir à détecter des “bip-bips” minuscules noyés dans un CHCHCHCHCHCHCHCH continu, il y avait une solution : mettre sur chaque GPS une douzaine d’antennes paraboliques de 1m de diamètre, motorisées et tourniquant dans tous les sens pour suivre les satellites.

Les concepteurs du GPS ont trouvé une solution heureusement plus simple et carrément géniale. Ils se sont dit qu’en fait, la seule information qui devait réellement être transmise depuis les satellites, c’était une horloge. Un “tic-tac” plutôt qu’un “bip-bip”. Et pour que le récepteur puisse distinguer les “tic-tacs” des différents satellites, chaque horloge est émise sous forme d’un “signal binaire pseudo-aléatoire” différent, une suite de 0 et de 1 comme celle-ci par exemple :

Le récepteur reçoit une dizaine de tels signaux superposés, décalés et noyés dans du bruit. Comment débrouiller tout ça ? “Facile” : en générant des signaux identiques dans le récepteur et en tentant de les “corréler” avec celui qu’on reçoit de l’espace. La corrélation consiste à comparer les bits qu’on a cru reconnaitre dans le bruit avec ceux générés dans le récepteur, puis à décaler légèrement le signal généré et à recommencer. Si pour un certain décalage on trouve un nombre statistiquement significatif de bits correspondants, on sait:

que l’on reçoit effectivement le signal du satellite dont la séquence pseudo aléatoire correspond à celle recréée dans le récepteur
que l’on a synchronisé l’horloge du récepteur avec celle du satellite.

Tout ceci prend un peu de temps, c’est pourquoi un GPS peut mettre plusieurs minutes à s’initialiser à la mise sous tension. Il peut aussi perdre un peu la boule quelques secondes lorsqu’un satellite disparait à l’horizon, avant d’en retrouver un autre, c’est pourquoi la plupart des GPS modernes sont capables de suivre 5,6,7 satellites voire plus et de choisir ceux donnant le meilleur signal voire de les combiner pour améliorer la précision de la mesure.

Mais tant que le récepteur peut identifier 4 satellites et les décalages entre leurs signaux, il peut :

déterminer l’heure exacte
consulter la position des satellites sur leur orbite grâce à une tabelle interne,
calculer la position de l’observateur à la surface de la terre (latitude et longitude)
et éventuellement son altitude, pour un avion ça peut servir.

Génial, non ?

Références:

sur la Wikipedia
le , une page très complète sur le sujet
le , avec formules et code Matlab

Note* : pour rappel, les autres merveilles du monde technologique sont le , le télescope , le du CERN, , et le .

Encore une sonde sur Mars...

Tue, 27 May 2008 00:00:00 +0000

s’est posé la nuit dernière sur Mars. Pour le commun des mortels c’est juste une info passagère dans les journaux et au TJ. Pour d’autres, c’est un moment critique qui ponctue des années de travail:

ça fait plaisir à voir non ? Pour mémoire, Mars est à 15 minutes-lumière de la Terre. Lorsque l’équipe reçoit des infos sur la descente de la sonde vers la planète, elle est déjà tranquillement posée, ou écrasée. On ne peut absolument plus rien corriger par télécommande. Quelle serait votre réaction comme membre de l’équipe : enthousiasme, ou fatalisme ?

Dans le même genre, même si vous ne comprenez pas l’anglais, regardez l’émotion d’un à propos de l’incroyable photo de Phoenix descendant sous ses parachutes, prise par une autre sonde qui orbitait autour de Mars depuis quelques années :

Les prochains qui vont être contents (ou pas) ce sont toutes les équipes qui ont préparé les expériences scientifiques de Phoenix. Parmi eux, les suisses de grâce à qui on va obtenir des analyses de la composition des roches martiennes précises au niveau atomique. J’en reparle dès que ça marche.

Mercure : de Mariner à Messenger

Sat, 19 Jan 2008 00:00:00 +0000

est la planète la plus proche du Soleil, et, bien qu’elle soit beaucoup moins éloignée de nous que Jupiter, elle a n’a été visitée par des sondes automatiques que 2 fois : par “ ” en 1974 et par “ ”, qui vient d’y faire un premier passage et se mettra en orbite autour de cette petite planète pour la scruter en détail en 2011.

Les photos déjà prises par Messenger ravissent les spécialistes, mais pour le néophyte elles ne montrent pas beaucoup plus que celles fournies par son ancètre : Mercure est littéralement criblée de cratères de toutes tailles:

Ce qui me parait plus intéressant, c’est la complexité de la trajectoire de Messenger, représentée sur le graphique ci dessous (cliquer dessus pour l’agrandir) :

Ca parait paradoxal, mais il est plus difficile de se mettre en orbite autour de Mercure que de Jupiter par exemple, pour deux raisons :

Lancée depuis la Terre, la sonde tourne autour du Soleil à peu près à la même vitesse que notre planète, soit 29.78 km/s. Il faut la freiner énormément pour la faire “tomber” en direction du Soleil, et de puissants moteurs ne sont pas suffisants pour ceci. Si on part vers Jupiter, il “suffit” d’accélérer un peu et d’être patient.
Mercure étant une petite planète, son attraction est trop faible pour capturer une sonde qui passerait par là. Il faut en réalité mettre Messenger en orbite autour du Soleil sur la même orbite que Mercure à un pouième près pour que Messenger se mettre à orbiter autour de Mercure, qui tourne autour du Soleil beaucoup plus vite que la Terre, à 47,36 km/s

Pour se retrouver sur la bonne orbite, Messenger doit exploiter “à l’envers” l’effet de fronde habituellement utilisé pour propulser les Voyager, Cassini et autres explorateurs des planètes extérieures. Faute de planètes massives (Jupiter est une excellente fronde pour aller vers Saturne et au delà), Messenger est repassée près de la Terre en 2005, un an après son lancement, puis près de Vénus en 2006 et 2007, et vient donc de passer pour la première fois près de Mercure. Mais l’orbite de Messenger est encore très elliptique et l’emmènera presque jusqu’à celle de Venus. Il faudra encore deux passages près de Mercure en octobre 2008 et fin septembre 2009 entrecoupés d’utilisations bien pensées des moteurs (notés “DSM” sur le graphique) pour arriver au but : le 18 mars 2011, Mercure aura un satellite doté de nombreux instruments de mesure.

Source :

Arche interstellaire et moteurs à antimatière

Sun, 16 Dec 2007 00:00:00 +0000

En février, Gilgamesh a publié sur un article culte : “ ”, dont je vous ai déjà parlé “Culte” parce que cet article a reçu jusqu’ici plus de 200 commentaires, presque tous constructifs et intéressants, faisant parfois plusieurs pages bien documentées, et que l’on peut suivre facilement grâce au .

Un thème dominant dans les commentaires est celui de la propulsion interstellaire : quelle source d’énergie et quels moteurs utiliser pour atteindre les étoiles ?

(approche de Iota Horlogii vue par Christoph Kulmann, )

Pour illustrer la difficulté, les , donc environ 1/4000 ème de la distance nous séparant de l’étoile la plus proche… Actuellement, seuls le permet d’envisager envoyer des engins plus vite et plus loin, mais sa très faible poussée limite son usage à des sondes automatiques légères.

L’Arche de Gilgamesh utiliserait la pour propulser un énorme cylindre abritant 5000 voyageurs vers une étoile proche (10 années lumière) en 700 ans.

Dans “ ”, j’ai décrit un voyage de 10 années lumière en 11 ans seulement, mais seulement 3 pour la petite équipe de passagers d’un vaisseau “léger” accélérant jusqu’à la vitesse de la lumière. La technologie de propulsion n’est pas décrite, mais je rêvais à une sorte de réacteur à antimatière catalytique, que Gilgamesh a rapidement démonté (merci …).

Cependant, Gilgamesh vient d’indiquer dans un commentaire dédié à la propulsion par antimatière. Outre le fait d’être en anglais, ce site est graphiquement horrible, impossible à lire sur ce fond noir et bleu… J’ai fait l’effort pour vous, et voici ce qu’il en ressort:

L’ a proposé un moteur “ACMF” pour “ ” consistant en gros a faire exploser de minuscules bombes H faites de pastilles d’Uranium, de Deutérium et de Tritium en les bombardant avec des antiprotons. Un vaisseau “ICAN-II” a même été projeté : il ressemblerait à ça:

Cet engin pourrait emmener quelques personnes vers Mars et retour en 120 jours seulement, en consommant 140 nanogrammes d’anti-protons (qui pourraient être produits en 1 an au CERN par exemple) et 360 tonnes de micro bombes H… Plus d’infos sur ce projet .
Un autre propulseur envisagé par l’ est l’AIM, pour “ ”. Comme pour l’ACMF, il s’agit en fait de fusion déclenchée par des antiprotons. La sonde AIM-Star propulsée par cette technologie serait capable d’aller environ 100x plus loin que les sondes Voyager en 50 ans, mais nécessite 28.5 microgrammes d’antiprotons, donc beaucoup plus que ce que l’on est capable de produire actuellement.
On pourrait imaginer utiliser de l’antimatière simplement pour chauffer un plasma qui serait expulsé du réacteur, mais ce “ ”, bien que plus simple, n’a pas un rendement aussi bon que les solutions précédentes.
Le vrai moteur de science-fiction, c’est le “ ” dans lequel les particules à très haute énergie produites par l’annihilation sont directement expulsées vers l’arrière du vaisseau à la vitesse de la lumière, et permettent donc d’atteindre des vitesses relativistes. Mais il y a plusieurs “détails” à régler:
- si j’ai bien compris, le moteur doit faire dans les 2km de long pour bien focaliser les particules
- le moteur produit des rayons gamma partant dans tous les sens, ce qui nécessite un blindage très important pour protéger les passagers
- ici, ce sont des tonnes, voire des milliers de tonnes d’antimatière dont on a besoin. Comme le souligne Gilgamesh dans son article, l’énergie dont on parle ici correspond à plusieurs fois les réserves totales d’énergies fossiles disponibles sur Terre. Peu de chances de voir un départ de vaisseau interstellaire dans les prochains siècles donc.

Qui veut voyager loin ionise sa sonde

Fri, 28 Sep 2007 00:00:00 +0000

a été lancée par une grosse fusée exerçant une poussée de plusieurs tonnes pendant quelques minutes. Elle va continuer sa très longue route vers Vesta et Cérès grâce à un qui exercera pendant des années une poussée de quelques grammes seulement.

réalisée par l’ESA (Agence spatial européenne) compare deux sondes de même masse et avec la même quantité de carburant, l’une propulsée par fusée et l’autre par un moteur ionique :

Le résultat est sans appel : à partir d’une distance de 5 millions de kilomètres, la bonne vieille fusée est battue à plate couture. Avec une accélération constante et du temps, on peut …

Les moteurs à ions ont été imaginés dans les années 1960 : il s’agit en fait d’accélérer des noyaux d’atomes (du xénon, je ne sais pas pourquoi) dans un champ électrostatique. Le moteur fonctionne donc à l’électricité, et comme il n’utilise qu’une puissance raisonnable de l’ordre du kilowatt, des panneaux solaires suffisent.

Il y a déjà eu plusieurs tests et vols d’essai de moteurs ioniques, mais Dawn est la première mission longue distance à l’utiliser. Bon vol !

Vue d’artiste de Dawn dans les astéroïdes. Notez le joli jet d’ions bleuté

Parcours Etranges

Wed, 06 Jun 2007 00:00:00 +0000

Le blog “ sous-titré “Physique, calcul et philosophie” est l’un de mes préférés peut-être parce qu’il cause de certaines choses que l’on trouve aussi sur Dr. Goulu comme:

“ ” sur les
le prodigieusement complet et bien documenté article intitulé “ ” qui décrit par le menu diverses solutions au voyage interstellaire, parmi lesquelles le voyage à vitesse relativiste décrit dans ma nouvelle “ ”. “Gilgamesh”, tu peux écrire un bouquin sur la base de ton article, j’achète.
De magnifiques photos d’astronomie comme celle-ci qui sert de bannière à

[

](/?attachment_id=251 “Galaxie M104 (Sombrero) en lumière infrarouge”)

Tourisme Spatial et Risques

Thu, 08 Mar 2007 00:00:00 +0000

Vu sur Arte l’autre jour un reportage passionnant sur le premier vaisseau spatial privé. En 2004, ce projet financé par Paul Allen (Microsoft) et Richard Branson (Virgin) a remporté le de $10'000'000 en effectuant 2 vols à plus de 100'000 m d’altitude en moins de 2 jours.

En regardant la vidéo de ce vol, je retrouve le petit picotement du suspense à l’époque des missions Apollo… Il faut dire que cet engin exploite une idée assez folle, qui remet en question pas mal d’idées reçues : il n’a pas besoin de bouclier thermique ni de manœuvre précise pour la rentrée dans l’atmosphère !

L’idée géniale est de faire une aile pivotante : on la met perpendiculaire au fuselage du vaisseau pour la rentrée, ce qui positionne le vaisseau correctement tout seul. Léger, il se comporte comme une plume, oscille, se balance dans tous les sens jusqu’à se stabiliser dans les couches denses. On remet l’aile en position aérodynamique et SpaceShipOne revient sur Terre en planant !

Le SpaceShipTwo en construction emportera 2 pilotes et 7 passagers dès 2008 si tout va bien, et ceci marquera le début du tourisme spatial commercial.

Risques:

Si le prix du billet n’était pas un problème, prendriez-vous le risque ? Comment évaluer la fiabilité d’un tel engin et le risque d’y laisser sa peau comme simple client ? C’est la question posée dans “ ” sur Bad Astronomy.

Voici la traduction française de ma réponse:

Facile : demandez à n’importe quelle assurance quelle prime elle demanderait pour assurer votre vie ;-)

Ce n’est qu’après les désastres de Challenger et Columbia qu’il est apparu que la fiabilité de la navette spatiale n’était pas de 99% comme on le pensait, mais plutôt autour de 90%.

L’analyse du risque est un travail bien plus difficile que les statistiques. Et le cycle d’amélioration par “analyse de la panne et correction” est bien mieux maitrisé que l’approche “faire juste à 100% du premier coup” qui reste purement hypothétique.

J’ai donc bien peur que nous devions attendre les premiers accidents pour répondre à votre question et rendre le tourisme spatial plus sur.

La même question posée en termes commerciaux serait “quelle fiabilité exigeriez-vous pour voler dans l’espace si le prix n’était pas un problème ?”.

Personnellement, je dirais 99% maintenant, ou autour de 80% si j’avais une saleté de cancer…

Et vous ?

Poster de vaisseaux spatiaux

Fri, 19 Jan 2007 00:00:00 +0000

Dans l’article “How big is your starship”, Badastronomy présente une image compilant beaucoup de vaisseaux spatiaux des films et série de sci-fi à l’échelle :

Cliquer sur l’image pour accéder au site d’origine où vous pourrez télécharger des images énormes de chaque vaisseau.

A mon avis, un bon vaisseau spatial:

doit avoir la forme d’une tour pour que les passagers soient plaqués aux planchers par l’ pour les vaisseaux rapides
les vaisseaux rapides doivent avoir un imposant bouclier à avant pour absorber le rayonnement et les chocs avec les poussières interstellaires
pour les vaisseaux lents, les formes en anneau ou en cylindre permettent de créer une gravité par rotation

A part pour les petits vaisseaux censés pouvoir entrer dans une atmosphère, il n’y a évidemment aucune raison qu’ils aient une forme aérodynamique…

“Jet-Man” et YouTube

Sun, 07 Jan 2007 00:00:00 +0000

La une du Matin de ce dimanche montre une photo d’un “fou volant” se lançant d’un avion avec un aile rigide propulsée par 4 mini-réacteurs!

Toutes les infos sont sur : l’homme s’appelle Yves Rossy, il est suisse, pilote professionnel et ex-pilote militaire, et apparemment sain d’esprit et bien préparé…

Son site contient plusieurs video, mais j’en ai profité pour visiter un site dont tout le monde parle mais que j’avais jusqu’ici évité pour ne pas risquer d’y passer mes journées :

On peut non seulement y admirer cette video

\[youtube j-66AcTo9TU\]

mais aussi voir les reportages passés à la TV sur le sujet, et les commentaires des ignares américains (sauf celui qui pressent que les militaires vont s’intéresser à la chose…) qui ne savent même pas quelle est la langue parlée…