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2022 est pleine de premiers pas vers la lune

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Les missions robotiques vers Mars et les progrès du tourisme spatial ont dominé les activités spatiales pour 2021. Mais cette année, la lune est susceptible d’émerger, alors que les entreprises et les gouvernements lancent plusieurs engins spatiaux à destination de la lune.

La plupart de ces missions tournent autour d’Artemis, l’effort de plusieurs milliards de dollars de la NASA pour ramener les astronautes sur la Lune plus tard cette décennie et mener des missions scientifiques de routine à sa surface en vue de voyages plus lointains vers Mars (une entreprise plus ambitieuse qui ne se produira probablement pas dans ce décennie). Mais avant que les astronautes puissent lancer la lune, une série de tests de fusées et de missions scientifiques sans humains doivent être terminées.

2022 est l’année de ces premiers pas vers la Lune. Deux nouvelles fusées essentielles aux plans lunaires de la NASA seront lancées dans l’espace pour la première fois, chacune avec plus de puissance que la fusée Saturn 5 du programme Apollo. D’autres pays devraient également se joindre à la marche vers la lune.

La fusée lunaire géante de la NASA pour la première fois

Après des années de retard de développement, le système de lancement spatial de la NASA, ou SLS, pourrait effectuer son premier vol dans l’espace – sans aucun humain – dès mars.

La mission, appelée Artemis 1, sera la première d’une série de vols dans le cadre du programme Artemis de la NASA par SLS, le principal système de fusée de la NASA pour maintenir les astronautes hors de la Terre. Pour Artemis 1, le SLS sera lancé depuis le Kennedy Space Center de la NASA en Floride pour envoyer une capsule appelée Orion autour de la lune et retour, s’entraînant pour le chemin qu’Artemis 2, la mission suivante qui devrait transporter des astronautes dans le courant de 2024. Le mission effectuera Le troisième, Artemis 3, est un alunissage.

Comme toute mission spatiale majeure, Artemis 1 a été retardée à plusieurs reprises. Initialement prévu pour 2020, il a ensuite été repoussé à plusieurs reprises tout au long de 2021 en raison de défis de développement et de revers causés par la pandémie. La NASA attribue le dernier retard jusqu’en mars à la nécessité de vérifier et de remplacer un ordinateur interne défectueux qui contrôle l’un des quatre moteurs principaux de la fusée.

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Le prochain test de vaisseau spatial de SpaceX

L’un des efforts les plus importants de la NASA est le vaisseau spatial SpaceX de la NASA pour ramener des humains sur la Lune, qui sera utilisé comme atterrisseur lunaire humain vers 2025. Ce sera la première mission d’astronaute de l’agence sur la Lune depuis 1972. Conçu comme un système de fusée entièrement réutilisable, le vaisseau spatial est également au centre de l’objectif ultime d’Elon Musk d’amener les humains sur Mars et sera essentiel aux lancements de satellites générateurs de revenus de SpaceX. .

Mais d’abord, le vaisseau spatial doit atteindre l’orbite. Ce vol d’essai, sans personne à bord, pourrait avoir lieu au milieu de 2022.

Musk, le PDG de SpaceX, avait espéré lancer le vaisseau spatial en orbite en 2021. Mais le long examen par la Federal Aviation Administration de l’impact environnemental du site de lancement de SpaceX au Texas et les retards dans le développement des nouveaux moteurs Raptor de la société ont conduit au report du test. voyage en avion. L’examen de la FAA devrait se terminer fin février et déterminer si des examens environnementaux plus approfondis seront nécessaires ou si SpaceX peut reprendre le lancement du vaisseau spatial.

Un test orbital réussi sera une étape essentielle du programme lunaire de la NASA. Les astronautes faisant exploser le SLS se rencontreront à l’intérieur de la capsule Orion et seront transférés vers le vaisseau spatial au-dessus de la Lune pour le reste du chemin vers la surface lunaire. Le vaisseau spatial décollera plus tard de la Lune, puis transportera les astronautes vers Orion lors du voyage de retour vers la Terre.

Des robots lunaires financés par la NASA

Trois atterrisseurs lunaires robotisés dans le cadre du programme de la NASA devraient se diriger vers la surface lunaire cette année – si le développement se déroule comme prévu.

Intuitive Machines, basée à Houston, et Astrobotic, basée à Pittsburgh, visent à envoyer de petits atterrisseurs lunaires transportant diverses charges utiles scientifiques sur la Lune d’ici la fin de cette année. Leurs atterrisseurs ont été développés dans le cadre du programme Commercial Lunar Payload Services de la NASA, dans le cadre des efforts de l’agence pour s’appuyer sur des entreprises privées pour envoyer du fret et des outils de recherche dans l’espace dans l’espoir de stimuler un marché commercial.

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L’atterrisseur Nova-C d’Intuitive, un robot cylindrique à six pattes, devrait être lancé sur la fusée Falcon 9 de SpaceX au début de cette année, transportant des dizaines de charges utiles sur la surface lunaire. L’un des instruments de l’avion mesurera le panache de poussière lunaire émis lors de l’atterrissage de Nova-C, une expérience qui pourrait aider les ingénieurs à empêcher de futurs atterrissages lunaires. L’atterrisseur déploiera également un petit rover construit par la société britannique Spacebit. Au quatrième trimestre de cette année, la société pourrait également envoyer une deuxième mission sur la surface lunaire.

L’atterrisseur Astrobotic est un atterrisseur à quatre pattes avec propulsion embarquée qui reposera sur une plaine basaltique du côté ensoleillé du quadrant nord-est de la Lune, transportant 14 charges utiles de recherche. La société a déclaré que Peregrine serait prêt à être lancé à bord de la nouvelle fusée Vulcan de United Launch Alliance au milieu de cette année.

Mais qu’il soit lancé à temps dépend du moment où le missile est prêt à voler. Les débuts de Vulcan ont été retardés par le fournisseur du moteur de la fusée, Blue Origin, la société aérospatiale de Jeff Bezos. Ses nouveaux moteurs BE-4 n’ont pas encore été livrés.

Test d’orbite lunaire complexe

Rocket Lab, qui fabrique des fusées pour les petits lancements, se prépare à envoyer un satellite de la taille d’un micro-ondes, ou CubeSat, à la NASA appelé CAPSTONE depuis le site de lancement de la société en Nouvelle-Zélande.

Le satellite étudiera une orbite lunaire dans laquelle il établira une future station spatiale appelée Gateway, en cours de développement par la NASA et d’autres agences spatiales, au cours de la prochaine décennie.

CAPSTONE testera également une nouvelle technologie de navigation conçue pour calculer la position d’un engin spatial par rapport à d’autres engins spatiaux. Traditionnellement, les satellites utilisent des caméras embarquées pour déterminer où ils se trouvent par rapport aux formations d’étoiles ou à la position apparente du soleil. Au lieu de cela, CAPSTONE tentera de se localiser dans l’espace en communiquant avec le Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA, un satellite lancé en 2009.

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Premier lancement de satellite en Corée du Sud

Un satellite en forme de boîte, le Pathfinder Lunar Orbiter de Corée, sera la première incursion de la Corée du Sud sur la Lune alors que le pays vise à renforcer son savoir-faire pour les missions spatiales.

Dirigé par l’Agence spatiale coréenne, le Korea Aerospace Research Institute, le vaisseau spatial transportant six instruments majeurs devrait être lancé en août sur la fusée Falcon 9 de SpaceX et atteindre l’orbite lunaire d’ici décembre. Il passera un an à étudier la géologie lunaire et à examiner de loin la composition chimique de la saleté lunaire.

Le satellite transportera également l’imageur de terrain lunaire, qui étudiera les sites d’atterrissage potentiels pour une mission robotique d’atterrissage lunaire par la Corée du Sud.

Plus de visiteurs internationaux

Des robots lunaires de trois autres pays – la Russie, l’Inde et le Japon – tenteront de se frayer un chemin vers la lune cette année.

La sonde Luna-25, qui devrait être lancée à la mi-2022, sera le premier alunissage de la Russie depuis 1976, lorsque l’atterrisseur Luna-24 de l’ère soviétique a collecté des échantillons de la Lune pour un retour sur Terre. La sonde étudiera le sol lunaire et testera des techniques pour atterrir sur la lune en Russie à l’avenir.

L’Inde prévoit d’envoyer l’atterrisseur et le rover Chandrayaan-3 sur la lune au troisième trimestre de cette année, dans le cadre de sa troisième mission lunaire après le crash du package Lander-Rover de la mission indienne Chandrayaan-2 en 2019.

La société spatiale japonaise, ispace, prévoit d’envoyer son atterrisseur Mission 1 sur la Lune au cours du second semestre de cette année. Si l’atterrissage est réussi, une paire de rovers sera déployée.

L’un d’eux, un petit robot à quatre roues appelé Rashid, a été fabriqué par les Émirats arabes unis. Un autre explorateur robotique plus petit construit par l’Agence spatiale japonaise a la taille et la forme d’un ballon de basket. Il peut être transformé en rover après avoir été déployé, divisé en deux parties et utiliser ses moitiés comme roues pour se déplacer et étudier la saleté lunaire.

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Un événement unique visible à l’œil nu : ScienceAlert

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Un événement unique visible à l’œil nu : ScienceAlert

Au cours des prochains mois, un spectacle pourrait illuminer le ciel du nord.

Là, dans la constellation de la Couronne Boréale, en A Une distance de plus de 2500 années-lumièreune étoile appelée T Coronae Borealis se cache, déclenchant une explosion qui fera temporairement de l’étoile l’un des objets les plus brillants du ciel nocturne.

Les astronomes attendent avec impatience que cette chose explose, non seulement parce qu’elle sera spectaculaire, mais aussi en raison de la richesse des données que nous pourrons collecter sur un type d’explosion stellaire appelé « explosion d’étoiles ». Classique Nova.

La raison pour laquelle nous savons que T Coronae Borealis (T CrB en abrégé) va exploser est que cela se produit une fois tous les 80 ans, pendant au moins huit siècles.

Cela signifie qu’il est très proche d’un événement unique et que la technologie dont nous disposons désormais pour le détecter dépasse largement celle dont nous disposions lors de son dernier vol, en février 1946.

« Il existe quelques novae récurrentes avec des cycles très courts, mais en général, nous ne voyons pas d’explosion répétée au cours d’une vie humaine, et elle est rarement relativement proche de notre système. » dit l’astronome Rebecca Hounsell Du Goddard Space Flight Center de la NASA.

« C’est très excitant d’avoir ce siège au premier rang. »

À ne pas confondre avec la quasi-effacement des étoiles lors d’explosions cataclysmiques appelées supernovae, les novae classiques sont des explosions plus petites qui laissent l’étoile plus ou moins intacte. En fait, ce n’est pas la première fois que cet être cosmique vit cette expérience.

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La raison pour laquelle T CrB explose si fréquemment et dans les délais prévus est une bizarrerie du type d’étoile dont il s’agit. Il s’agit d’un système stellaire binaire contenant les restes du noyau effondré d’une étoile semblable au Soleil appelée naine blanche, et une géante rouge gonflée.

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Les naines blanches sont très petites et très denses, dont la taille varie entre la taille de la Terre et celle de la Lune, et leur masse de cette taille équivaut à la masse de 1,4 soleils. Cela signifie qu’il est très attractif ; S’ils ont un compagnon binaire sur une orbite suffisamment proche, ils ont tendance à attirer de la matière, principalement de l’hydrogène.

Au fil du temps, cet hydrogène s’accumule à la surface de la naine blanche, pressé par la force de gravité. Finalement, la pression et la chaleur sur la couche sous-jacente d’hydrogène deviennent si intenses que tout s’enflamme dans une explosion thermonucléaire incontrôlable qui expulse violemment l’excès d’hydrogène dans l’espace de manière spectaculaire.

C’est Nova. Pour T CrB, la période nécessaire est d’environ 80 ans.

Au cours de la dernière décennie, les astronomes ont Notez le système binaire Présenter un comportement similaire à celui que vous aviez avant l’explosion de 1946 ; en particulier, Diminution de la luminosité Ce qui annonce l’éruption prochaine. Leur analyse suggère que cela pourrait arriver très prochainement, dès septembre 2024.

Cela signifie que les astronomes surveillent de près une petite partie du ciel remplie de constellations d’étoiles – Lyra, Hercule et Botes – et un petit arc d’étoiles pris en sandwich entre elles. C’est la Couronne Boréale.

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Où peut-on trouver la Corona Borealis dans le ciel ? Attention à la « nouvelle » star ! (NASA)

Nous espérons entendre parler de la nova dès qu’elle se produira. Il fleurira dans le ciel, devenant visible à l’œil nu, puis disparaîtra progressivement au cours d’une semaine. Vous devriez donc avoir le temps de sortir et de le regarder, s’il attire votre attention.

En fait, si vous le pouviez, ce serait génial. Des scientifiques citoyens sont également appelés à collecter des données. Plus nous avons d’yeux sur T CrB, mieux nous pouvons comprendre ses éclats flashy.

Et bien sûr, il y aura autant de télescopes que possible qui pourront être réglés, depuis les ondes radio les plus longues jusqu’aux rayonnements X et gamma les plus puissants.

« Les novae répétées sont imprévisibles et paradoxales. » dit l’astrophysicien Koji Mukai Goddard de la NASA. « Quand vous pensez qu’il n’y a aucune raison pour qu’ils suivent un certain modèle, ils le font – et dès que vous commencez à compter sur eux pour répéter le même modèle, ils s’en écartent complètement. Nous verrons comment se comporte T CrB. « 

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Moment incroyable : un mystérieux calmar des grands fonds a été aperçu en train de bercer des œufs géants, tandis que les experts découvrent des preuves de l’existence d’une nouvelle espèce.

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Moment incroyable : un mystérieux calmar des grands fonds a été aperçu en train de bercer des œufs géants, tandis que les experts découvrent des preuves de l’existence d’une nouvelle espèce.

C’est le moment incroyable où un calmar des grands fonds inconnu a été repéré portant des œufs translucides, incitant les experts à découvrir des preuves de l’existence d’une nouvelle espèce.

Cet étonnant calmar des grands fonds a d’abord fasciné les chercheurs lorsqu’il a été enregistré en train d’incuber des œufs géants en 2015, quelque chose qu’ils n’avaient jamais vu auparavant.

Un calmar des grands fonds inconnu a été aperçu portant des œufs transparentsCrédit : Mbari
Un étonnant calmar des grands fonds a amené les experts à découvrir des preuves de l’existence d’une nouvelle espèceCrédit : Mbari
Des images étonnantes ont été capturées dans le golfe de Californie d’un calmar non identifié en action.Crédit : Mbari

Ces images époustouflantes ont été capturées dans le golfe de Californie, où l’on pensait initialement que le calmar faisait partie de la famille des Gonatidae.

Près d’une décennie plus tard, les chercheurs pensent qu’il s’agit d’une espèce inconnue qui a été découverte grâce à une combinaison d’indices contenus dans les images.

Les calmars des grands fonds sont essentiels aux réseaux trophiques océaniques. Ce sont de grands prédateurs qui dévorent les poissons et les invertébrés, comme les vers, dans les eaux intermédiaires.

À leur tour, ils sont mangés par ceux qui sont beaucoup plus gros qu’eux, comme les gros poissons, les requins, les baleines, les dauphins, les phoques et les oiseaux marins.

Malgré leur importance écologique et économique incroyablement importante, ces créatures à dix membres restent un mystère pour les chercheurs, en particulier les espèces peu connues capturées dans les images.

Des indices fascinants

Les experts pensaient initialement que ces œufs de 1,5 pouce de large n’étaient pas des calmars des grands fonds typiques.

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Les soupçons ont été confirmés car d’anciennes observations du calmar Gonatus faisaient état d’œufs deux fois plus petits que ceux des images, mesurant seulement 0,25 pouce de large.

Le manque d’œufs – estimé à moins de 40 œufs – a également dérouté les chercheurs.

En comparaison, le calmar gonatus commun en contient beaucoup plus, certains incubant dans le passé jusqu’à 3 000 œufs à la fois.

Les seiches sont rarement vues vivantes dans un environnement aussi froid et sombre.

La simple profondeur à laquelle le calmar a été capturé donne de fortes indications sur le fait qu’il ne s’agissait pas d’une espèce connue.

Voir des calmars des grands fonds protéger leurs œufs après la ponte est un spectacle extrêmement rare, disent les experts, car le processus peut entraîner la mort maternelle des œufs à couver.

« Notre rencontre inattendue avec le calmar géant en train d’incuber ses œufs a attiré l’attention de tout le monde dans la salle de contrôle du navire », a déclaré Stephen Haddock, scientifique principal et chef d’expédition au Monterey Bay Aquarium Research Institute.

« Cette découverte remarquable souligne la diversité des façons dont les animaux s’adaptent aux défis uniques de la vie en profondeur. »

Le mystère des profondeurs marines : comment seule une petite partie des créatures des profondeurs marines aurait été découverte

Les océans et l’eau représentent environ 71 pour cent de la surface de la Terre et sont pratiquement épargnés par l’activité humaine.

Cela a laissé des millions de vie marine inexplorées.

Les scientifiques s’attendent à ce que jusqu’à deux millions d’espèces différentes nagent dans l’océan, et seulement 250 000 ont été découvertes jusqu’à présent, selon le Registre mondial des espèces marines.

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Certaines des créatures les plus étranges jamais découvertes comprennent des « écureuils gommeux » de concombre de mer gélatineux, des vers polychètes colorés, des fantaisies roses translucides, des vers d’arbre de Noël et même une multitude de dragons de mer en papier.

Une partie de l’énorme problème vient de la capacité limitée de l’équipe de recherche à explorer les fonds marins en raison de leur profondeur dans certaines parties du monde.

Le manque de visibilité à distance et les températures glaciales signifiaient que la technologie devait rattraper son retard avant de pouvoir explorer pleinement l’océan.

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Une méthode de contrôle réversible des forces de Casimir à l’aide de champs magnétiques externes

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Une méthode de contrôle réversible des forces de Casimir à l’aide de champs magnétiques externes

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Adaptation du champ magnétique à la force de Casimir induite par les fluctuations quantiques. Crédit : Zhang et al.

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Adaptation du champ magnétique à la force de Casimir induite par les fluctuations quantiques. Crédit : Zhang et al.

La force dite Casimir ou effet Casimir est un phénomène de mécanique quantique résultant de fluctuations du champ électromagnétique entre deux surfaces conductrices ou isolantes séparées par une courte distance. Des études ont montré que cette force peut être attractive ou répulsive, selon les propriétés diélectriques et magnétiques des matériaux utilisés dans les expériences.

Des chercheurs de l’Université des sciences et technologies de Chine ont récemment exploré la possibilité d’ajuster sélectivement la force de Casimir, c’est-à-dire de la convertir de l’attraction en répulsion et vice versa, en utilisant des champs magnétiques externes. leurs études, En vedette dans Physique naturelleDémontre un réglage réussi du champ magnétique sur la force de Casimir résultant d’une sphère d’or et d’une plaque de silice immergée dans des ferrofluides à base d’eau.

« Mon domaine de recherche est la physique de la matière condensée, mais j’ai également un fort intérêt pour la physique fondamentale, telle que les fluctuations quantiques et leurs effets induits », a déclaré Zhangjan Zeng, auteur correspondant de l’article, à Phys.org.

« Au cours des deux dernières décennies, j’ai suivi de près l’évolution dans le domaine des forces Casimir et j’ai été particulièrement impressionné. Un article de Munday et al. dans nature. Les forces de Casimir sont généralement attractives, ce qui pose des défis pour les applications, par exemple dans les systèmes microélectromécaniques (MEMS). « Dans leur article, les auteurs créent une expérience remarquable pour obtenir des forces répulsives de Casimir en choisissant soigneusement la permittivité diélectrique des matériaux en question. »

Inspiré par cet article publié en 2009, Zeng a entrepris de poursuivre ses recherches visant à contrôler de manière réversible les forces de Casimir en appliquant des champs magnétiques. Son espoir était de concevoir une approche fiable pour modifier l’effet Casimir, ce qui pourrait ouvrir de nouveaux horizons à la fois pour la recherche et le développement technologique.

« Au départ, nous pensions contrôler la force de Casimir en appliquant un champ électrique, inspiré du concept des dispositifs FET », a expliqué Zeng. « Bien que l’on sache que la force de Casimir dépend de la permittivité diélectrique des matériaux impliqués, cette permittivité n’est généralement pas sensible aux champs extérieurs. En revanche, selon la théorie de Lifshitz, la force de Casimir dépend également de la perméabilité magnétique du matériaux impliqués. »

La perméabilité magnétique de nombreux matériaux magnétiques, notamment les ferrofluides, peut être modifiée par application de champs magnétiques externes. Zeng et ses étudiants ont donc décidé d’utiliser des ferrofluides à base d’eau pour permettre le réglage de la force de Casimir entre une sphère d’or et une plaque de silice.

« J’ai proposé ce projet à des étudiants diplômés, mais aucun d’entre eux n’était prêt à le faire », a déclaré Zeng. « En fin de compte, j’ai réussi à convaincre des étudiants talentueux de réaliser le projet, et nous avons réussi. »

Zeng et ses étudiants ont d’abord effectué une série de calculs théoriques. Ces calculs indiquent que la force de Casimir pourrait être convertie d’attraction en répulsion simplement en ajustant le champ magnétique externe, la distance entre les deux échantillons de matière et le volume de ferrofluide qu’ils ont utilisé.

Les chercheurs ont ensuite mené une expérience destinée à tester leurs prédictions. À l’aide d’un cantilever capable de collecter des mesures à l’intérieur des ferrofluides, ils ont observé comment les changements mis en œuvre affectaient l’effet Casimir.

Les résultats de cette étude récente pourraient bientôt ouvrir la voie à de nouveaux efforts visant à régler efficacement l’effet Casimir à l’aide de champs externes. Collectivement, ces travaux pourraient permettre le développement de nouveaux dispositifs micromécaniques transformables tirant parti des forces de Casimir.

« Nous avons obtenu un accordage réversible de la force Casimir de l’attraction à la répulsion à l’aide d’un champ magnétique, ouvrant la voie au développement de dispositifs micromécaniques commutables basés sur l’effet Casimir accordable », a ajouté Zeng. « Dans nos prochaines études, nous prévoyons de contrôler la force de Casimir en utilisant la lumière. Par exemple, les plasmons présents dans des tôles peuvent être excités par la lumière, ce qui devrait effectivement modifier la force de Casimir. »

Plus d’information:
Yichi Zhang et al., Adaptation du champ magnétique à la force de Casimir, Physique naturelle (2024). est ce que je: 10.1038/s41567-024-02521-0

Informations sur les magazines :
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