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30 ans de clarté stellaire
La mission de la navette spatiale Endeavour de 1993 a réussi à réparer le système Le télescope spatial HubbleCorriger sa vision défectueuse et réaliser une grande réussite pour elle NASA. Cette mission a démontré la faisabilité de réparations spatiales complexes et a eu des effets durables sur l’exploration spatiale future.
Avant l’aube du 2 décembre 1993, la navette spatiale Endeavour a décollé du centre spatial Kennedy en Floride pour une mission cruciale visant à réparer le télescope spatial Hubble de la NASA.
Hubble est conçu pour être maintenu dans l’espace avec des composants dans lesquels les astronautes peuvent entrer et sortir. Mais avant le lancement, personne ne s’attendait à ce que la première mission du service soit aussi urgente.
Depuis trois ans, Hubble est au centre des bandes dessinées et des dessins animés de fin de soirée : le télescope qui ne voit pas droit. Depuis son déploiement en 1990, le télescope renvoie vers la Terre des images floues, résultat d’un défaut de forme de son miroir primaire. Bien que le miroir ne fasse qu’un cinquième de la largeur d’un cheveu humain, l’erreur a eu de graves conséquences : la lumière du miroir n’était pas focalisée correctement. Même si les images étaient encore meilleures que celles prises depuis la Terre et que la science était encore possible, leur qualité n’était pas celle attendue par le scientifique.
« Le sentiment que vous aviez était que tout le monde envisageait l’entretien et la réparation du télescope spatial Hubble comme mission qui pourrait prouver la valeur de la NASA… Il y avait cette concentration et cette pression globales sur le succès de cette mission. »
— Richard Covey, astronaute lors de la première mission du service
Mission de service 1 C’était la solution. À bord de la navette se trouvaient la caméra planétaire à grand champ 2 (WFPC2) et le remplacement coaxial du télescope spatial optique correcteur (COSTAR), ainsi que d’autres composants importants de la mise à niveau du télescope. WFPC2, responsable des images optiquement impressionnantes du télescope, avait une optique corrective intégrée pour compenser le défaut du miroir et remplacera la caméra grand champ/caméra planétaire avec laquelle Hubble a été lancé. COSTAR était un composant de la taille d’un réfrigérateur contenant une constellation de miroirs, certains seulement de la taille d’un nickel américain, destinés à corriger et rediriger la lumière vers les caméras et autres spectromètres du télescope.
L’équipage de la navette, composé de sept astronautes, savait que le sort de Hubble ne reposait pas seulement sur leurs épaules, mais aussi sur la perception du public de la NASA et de son programme spatial.
« Si la solution Hubble échoue, nous pourrions abandonner la science spatiale dans un avenir proche », a déclaré John Bahcall, le regretté astrophysicien qui a défendu le télescope et membre du groupe de travail scientifique, a déclaré au New York Times en 1993.
Crédit : Centre de vol spatial Goddard de la NASA ; Productrice principale : Grace Wickert
Le 2 décembre 2023, la NASA célébrera le 30e anniversaire de la mission de maintenance 1 et son succès à faire de Hubble l’un des plus grands triomphes de la NASA : un brillant exemple de l’ingéniosité humaine face à l’adversité.
Au cours de l’une des sorties dans l’espace les plus complexes jamais réalisées, les astronautes ont mené cinq activités extravéhiculaires, totalisant plus de 35 heures. Ils ont retiré le photomètre à grande vitesse pour ajouter COSTAR et ont remplacé la caméra grand champ/planétaire d’origine par la caméra grand champ et la caméra planétaire 2. Ils ont également installé d’autres composants importants pour mettre à niveau le télescope.
Le 18 décembre 1993, à 1 heure du matin, environ une semaine après la fin de la mission, les astronomes se sont rassemblés autour des ordinateurs du Space Telescope Science Institute de Baltimore pour observer la première nouvelle image du télescope : une étoile brillante et nette dans l’image. Sans les effets de flou du miroir défectueux de Hubble. Les nouvelles images étaient si radicalement différentes que, bien que le télescope ait eu besoin d’environ 13 semaines pour s’ajuster pour atteindre toutes ses capacités, la NASA l’a lancé plus tôt. « Le problème a été résolu au-delà de nos attentes les plus folles », a déclaré Ed Weiler, scientifique en chef de Hubble pendant SM1, lors d’une conférence de presse en janvier 1994.
« L’expression sur les visages des gens lorsque cette photo est sortie était vieille [cathode ray] Télévision à tube. Cela a pris du temps à se construire, mais c’est devenu de plus en plus clair. « Tout le monde se met à crier. »
— Ed Weiler, scientifique en chef de Hubble pendant SM1
La sénatrice Barbara Mikulski du Maryland, qui a fermement défendu Hubble, a été la première à montrer au public les nouvelles images lors d’une conférence de presse le 13 janvier. « Je suis heureuse d’annoncer aujourd’hui qu’après son lancement en 1990 et quelques déceptions précédentes, le problème de Hubble est résolu », a-t-elle déclaré.
Bien que l’on se souvienne surtout de la mission de service 1 pour avoir résolu la vision floue de Hubble, elle a accompli une multitude de tâches supplémentaires qui ont contribué à transformer le télescope en la centrale astronomique qu’il reste aujourd’hui.
Au moment du lancement de Service Mission 1, les gyroscopes du télescope – des équipements délicats nécessaires pour pointer et diriger Hubble – avaient déjà mal fonctionné. Trois des six gyroscopes, ou gyroscopes, à bord de Hubble ont mal fonctionné. Les trois autres – normalement conservés comme sauvegardes – étaient opérationnels, le minimum requis pour que Hubble continue à collecter des données scientifiques. Les astronautes ont remplacé quatre gyroscopes, une réparation qui contribuera au bon fonctionnement du télescope pendant plusieurs années.
Au début du temps de Hubble en orbite, la NASA a découvert que les panneaux solaires du télescope se dilataient et se contractaient excessivement dans l’alternance de chaleur et de froid de l’espace lorsque le télescope entrait et sortait de la lumière du soleil, les faisant osciller. Cela a obligé les ingénieurs à utiliser la puissance de calcul de Hubble pour compenser la « gigue » et réduire le temps d’observation. Les astronautes ont remplacé les panneaux solaires de Hubble par de nouvelles versions réduisant la gigue naturelle à des niveaux acceptables.
Les astronautes ont également réalisé une amélioration dont l’importance vitale est devenue évidente un an plus tard : moderniser l’ordinateur de vol de Hubble avec un coprocesseur et la mémoire associée. Quelques semaines seulement avant l’impact de la comète en décomposition Shoemaker-Levy 9 Jupiter En 1994, Hubble est entré dans un « mode sans échec » de protection en raison d’un problème avec le module de mémoire de l’ordinateur principal. Les ingénieurs ont pu utiliser la mémoire du coprocesseur pour résoudre le problème et capturer des images époustouflantes de la géante gazeuse exposée aux fragments de comète.
En juillet 1994, le télescope spatial Hubble était sur le point d’utiliser ses optiques nouvellement installées pour observer l’un des événements astronomiques les plus impressionnants du siècle : 21 fragments de la comète Shoemaker-Levy 9 impactant Jupiter. Mais ces observations n’ont presque jamais eu lieu. Source : Centre de vol spatial Goddard de la NASA
L’impact de la Service Mission 1 a eu un écho bien au-delà de Hubble. La mission était une démonstration des tâches qui peuvent être accomplies dans l’espace, prouvant ainsi la capacité de l’humanité à effectuer des travaux très complexes en orbite. Il s’appuiera sur les enseignements tirés de la formation sur Hubble et des mêmes travaux de maintenance sur d’autres missions d’astronautes, y compris les quatre visites de service ultérieures sur Hubble entre 1997 et 2009. Ces missions supplémentaires permettront à Hubble d’installer de nouveaux instruments avancés, de réparer les instruments scientifiques existants et de remplacer des instruments clés, gardant ainsi Hubble à l’avant-garde de l’exploration astrophysique.
En outre, les leçons tirées de la Mission de Service 1 ont servi de force directrice pour l’action. Station spatiale internationale, et pour les missions qui n’ont pas encore eu lieu. « Une grande partie des connaissances développées là-bas ont été directement transférées à la construction de la Station spatiale internationale et seront transférées dans ce que nous faisons. [the future orbiting lunar space station] « Ce sera la passerelle un jour », a déclaré Kenneth Bowersox, administrateur associé de la direction des missions des opérations spatiales de la NASA, qui était également astronaute sur la mission de service 1. « Cela s’appliquera aux choses que nous faisons sur la Lune et dans l’espace lointain, Mars Et au-delà. Tout est lié. »
Pour célébrer la mission de maintenance 1, la NASA publie un Série de vidéos Au cours des deux semaines suivantes, le film présente des acteurs clés (astronautes, scientifiques, ingénieurs et autres) qui réfléchissent aux luttes et aux triomphes de cette époque, ainsi qu’à l’impact émotionnel et personnel que Hubble et SM1 ont eu sur leur vie.
« Spécialiste de la télévision sans vergogne. Pionnier des zombies inconditionnels. Résolveur de problèmes d’une humilité exaspérante. »
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La mission XRISM de la NASA/JAXA capture des données sans précédent avec seulement 36 pixels
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La structure carrée au centre de cette image montre le réseau de microcalorimètres de 6 x 6 pixels au cœur de Resolve, un instrument de XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission). Le réseau mesure 0,2 pouces (5 mm) sur le côté. L’appareil produit un spectre de source de rayons X compris entre 400 et 12 000 MeV – jusqu’à 5 000 fois l’énergie de la lumière visible – avec des détails sans précédent. Crédit image : NASA/XRISM/Caroline Kilburn
À une époque où les caméras des téléphones sont capables de prendre des instantanés avec des millions de pixels, un instrument du satellite XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission) dirigé par le Japon prend des images scientifiques révolutionnaires en utilisant seulement 36 d'entre eux.
« Cela peut sembler impossible, mais c'est en réalité vrai », a déclaré Richard Kelly, chercheur principal américain pour XRISM au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland. « Resolve nous donne un aperçu plus approfondi de la formation et du mouvement des objets émettant des rayons X à l'aide d'une technologie inventée et perfectionnée à Goddard au cours des dernières décennies. »
XRISM (prononcer « crise ») est dirigé par la JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) en collaboration avec la NASA, avec les contributions de l'ESA (Agence spatiale européenne). Il a été mis en orbite en septembre dernier et depuis, il scrute l'univers.
La mission détecte les rayons X « mous », qui ont des énergies jusqu'à 5 000 fois supérieures à la lumière visible. Il explorera les régions les plus chaudes de l’univers, les plus grandes structures et les objets ayant la plus forte gravité, tels que les trous noirs supermassifs au cœur des galaxies lointaines.
XRISM y parvient à l'aide d'un outil appelé Resolve.
« Resolve est plus qu'une simple caméra. Son détecteur mesure la température de chaque rayon X qui le frappe », a déclaré Brian Williams, scientifique du projet XRISM de la NASA à Goddard. « Nous appelons Resolve un microspectromètre car chacun de ses 36 pixels mesure de petites quantités de chaleur transmise par chaque rayon X entrant, nous permettant de voir les empreintes chimiques des éléments qui composent les sources avec des détails sans précédent. »
Pour y parvenir, l'ensemble du détecteur doit être refroidi à -459,58 degrés Fahrenheit (-273,1 degrés Celsius), juste au-dessus du zéro absolu.
L'outil est si précis qu'il peut détecter les mouvements d'objets au sein de la cible, fournissant ainsi une vue 3D efficace. Le gaz se dirigeant vers nous brille avec des énergies légèrement supérieures à la normale, tandis que le gaz s'éloignant de nous émet des énergies légèrement inférieures. Cela permettra par exemple aux scientifiques de mieux comprendre le flux de gaz chauds au sein des amas de galaxies et de suivre le mouvement de divers éléments dans les débris des explosions de supernova.
Resolve emmène les astronomes dans une nouvelle ère d’exploration cosmique, en utilisant seulement trente pixels.
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Récupération scientifique sur le télescope spatial Hubble après un problème de rotation
Le 30 avril 2024, NASA Elle a annoncé qu'elle avait regagné l'agence Le télescope spatial Hubble Aux opérations scientifiques le 29 avril. Le vaisseau spatial est à nouveau sain et opérationnel grâce à ses trois gyroscopes. Tous les instruments de Hubble sont en ligne et le vaisseau spatial a repris ses observations scientifiques.
La NASA a commencé à travailler à la reprise des opérations scientifiques après que le télescope spatial Hubble soit entré en mode sans échec le 23 avril en raison d'un problème persistant de gyroscope. Les instruments de Hubble sont restés stables et le télescope était en bonne santé.
Le télescope passait automatiquement en mode sans échec lorsque l'un des trois gyroscopes donnait de fausses lectures. Les gyroscopes mesurent les taux de rotation du télescope et font partie du système qui détermine la direction vers laquelle pointe le télescope. En mode sans échec, les opérations scientifiques sont suspendues et le télescope attend de nouvelles directions depuis la Terre.
Ce gyroscope particulier a amené Hubble à passer en mode sans échec en novembre après avoir renvoyé des lectures erronées similaires. L’équipe travaille actuellement à identifier des solutions potentielles. Si nécessaire, le vaisseau spatial peut être reconfiguré Cela fonctionne avec un seul gyroscopeavec l'autre gyroscope restant en réserve.
Le vaisseau spatial disposait de six nouveaux gyroscopes qui ont été installés lors de la cinquième et dernière mission d'entretien de la navette spatiale en 2009. À ce jour, trois de ces gyroscopes sont toujours opérationnels, dont celui qui vient de basculer. Hubble utilise trois gyroscopes pour une efficacité maximale, mais peut continuer à effectuer des observations scientifiques en utilisant un seul gyroscope si nécessaire.
La NASA s'attend à ce que Hubble continue à faire des découvertes révolutionnaires et à travailler avec d'autres observatoires, tels que le télescope spatial James Webb de l'agence, tout au long de cette décennie et peut-être au cours de la suivante.
Lancé en 1990, Hubble observe l'univers depuis plus de trois décennies et a récemment célébré son 34e anniversaire.
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Les missions sur Mars se préparent à d'intenses tempêtes solaires sur la planète rouge • Earth.com
Alors que le Soleil entre dans une période d’activité maximale connue sous le nom de maximum solaire, les scientifiques se préparent à étudier l’impact des tempêtes solaires sur l’exploration spatiale future, en particulier sur Mars.
Selon Shannon Carey, chercheuse principale à la NASA Vétéran (Martian Atmosphere and Volatile Evolution), cette opportunité rare fournira des informations précieuses sur les effets du rayonnement solaire sur la planète rouge.
Comprendre les tempêtes solaires et leur impact sur Mars
Le maximum solaire, qui se produit environ tous les 11 ans, est une période où le Soleil est particulièrement enclin à provoquer des crises de colère sous la forme d'éruptions solaires et d'éjections de masse coronale. Ces événements libèrent des radiations profondément dans l’espace, et lorsqu’une série d’entre eux éclatent, on parle de tempête solaire.
Alors que le champ magnétique terrestre protège largement notre planète des effets de ces tempêtes, Mars est plus vulnérable en raison de l’absence de champ magnétique global.
Carey, dont les recherches sont gérées par la NASA Centre de vol spatial Goddard À Greenbelt, dans le Maryland, elle a exprimé son désir de voir un événement solaire majeur sur Mars cette année.
« Pour les humains et les biens sur Mars, nous n'avons pas une solide compréhension de l'impact du rayonnement pendant l'activité solaire », a déclaré Carey. « En fait, j'aimerais voir un 'grand événement' sur Mars cette année – un grand événement que nous pourrions étudier pour mieux comprendre le rayonnement solaire avant que les astronautes ne se rendent sur Mars. »
MAVEN et Curiosity forment le duo dynamique de la NASA
Pour étudier l'effet de l'activité solaire sur Mars, NASA Il est basé sur deux engins spatiaux : le vaisseau spatial MAVEN et… Curiosité errante. MAVEN détecte les radiations, les particules solaires et bien plus encore au-dessus de la surface de Mars, tandis qu'un détecteur évalue les radiations à bord du Curiosity (Rad) mesure le rayonnement atteignant la surface de la planète.
Don Hassler, chercheur principal du RAD au Southwest Research Institute de Boulder, Colorado, a expliqué l'importance d'étudier la quantité et l'énergie des particules solaires.
« Vous pourriez avoir un million de particules de faible énergie ou 10 particules de très haute énergie », a déclaré Hassler. « Bien que les instruments MAVEN soient plus sensibles aux instruments à faible énergie, RAD est le seul instrument capable de voir les instruments à haute énergie pouvant traverser l'atmosphère jusqu'à la surface, où se trouveront les astronautes. »
Lorsque MAVEN détecte une grande éruption solaire, l'équipe de l'orbiteur alerte l'équipe Curiosity afin qu'elle puisse surveiller les changements dans les données RAD.
Les deux missions peuvent également compiler une série chronologique mesurant les changements jusqu’à une demi-seconde lorsque les particules atteignent l’atmosphère martienne, interagissent avec elle et finissent par toucher la surface.
Protection des vaisseaux spatiaux et des astronautes
MAVEN dirige également un système d'alerte précoce qui permet aux autres équipes d'engins spatiaux de Mars de savoir quand les niveaux de rayonnement commencent à augmenter.
Cette alerte permet aux missions d'éteindre les appareils susceptibles d'être vulnérables aux éruptions solaires, susceptibles d'interférer avec les communications électroniques et radio.
En plus de contribuer à assurer la sécurité des astronautes et des engins spatiaux, l’étude du maximum solaire pourrait également donner un aperçu de la raison pour laquelle Mars est passée d’un monde chaud et humide, semblable à la Terre, il y a des milliards d’années, à un désert gelé aujourd’hui.
Tempêtes solaires et secret de la perte d'eau sur Mars
Les scientifiques s’intéressent particulièrement à l’étude de la relation possible entre les tempêtes de poussière mondiales et la perte d’eau sur Mars.
Certains chercheurs le croient Pendant les tempêtes solairesLes tempêtes de poussière mondiales peuvent contribuer à projeter de la vapeur d’eau dans l’atmosphère, où elle est éliminée.
Si une tempête de poussière mondiale se produisait en même temps qu’une tempête solaire, ce serait l’occasion de tester cette théorie.
Cependant, les tempêtes de poussière à l’échelle mondiale sont rares et les scientifiques réalisent que les chances que cela se produise pendant le maximum solaire actuel sont minces.
L’avenir de l’exploration de Mars et de la protection contre les tempêtes solaires
Alors que la NASA se prépare pour de futures missions humaines sur Mars, il est essentiel de comprendre les effets du rayonnement solaire sur la planète.
Les données collectées par MAVEN et Curiosity lors de ce maximum solaire aideront les agences spatiales à déterminer le niveau de radioprotection dont les astronautes auront besoin sur la planète rouge.
Avec le Soleil le plus actif et Mars le plus proche de notre étoile, les mois à venir seront une période passionnante pour les scientifiques qui étudient la planète rouge.
Les connaissances acquises grâce à cette rare opportunité pourraient non seulement aider à protéger les futurs astronautes, mais pourraient également faire la lumière sur l’histoire mystérieuse de Mars et de ses eaux autrefois abondantes.
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