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Le GOES-U de la NOAA termine les tests environnementaux
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Les tests du satellite GOES-U de la NOAA ont été menés dans les installations de Lockheed Martin Space à Littleton, au Colorado, où GOES-U a été construit. Crédit : Lockheed Martin
GOES-U, le quatrième et dernier satellite de la série GOES-R de satellites géostationnaires avancés de la NOAA, a récemment terminé des tests rigoureux pour garantir qu’il peut résister aux conditions difficiles de lancement et d’orbite dans l’espace à 22 236 milles au-dessus de la Terre.
Le processus de test a duré près d’un an. Lors des tests sous vide thermique, qui se sont achevés en novembre 2022, GOES-U a été placé dans une grande chambre de 29 pieds de large et 65 pieds de profondeur (9 mètres x 20 mètres) et exposé à une large plage de températures, jusqu’à 188 degrés. Fahrenheit (87 degrés Celsius) et descend à 67 degrés Fahrenheit (moins 55 degrés Celsius) pour simuler les températures extrêmes du lancement et de l’environnement spatial.
En février 2023, GOES-U a réalisé un test de vibration, qui simule les contraintes qu’il subira lors du lancement afin de garantir que le satellite ne présente aucune faiblesse structurelle. Le GOES-U subit ensuite une pression acoustique extrêmement élevée de 138,4 dB provenant des klaxons à haute intensité lors des tests acoustiques. Ce test simule le bruit que le GOES-U subira lors de son lancement.
GOES-U a terminé les tests de choc en mars 2023. Ce test a confirmé que le satellite serait capable de résister aux chocs qu’il subit lors de la séparation du lanceur et du déploiement des panneaux solaires du satellite.
Les tests d’interférence électromagnétique et de compatibilité électromagnétique (EMI/EMC), effectués en août 2023, ont conclu le programme de tests environnementaux. Les tests EMI/EMC garantissent que les fonctions du vaisseau spatial ne sont pas affectées par divers types de rayonnement électromagnétique pendant les opérations.
L’équipe GOES-U a également mené un test de déploiement de panneaux solaires, qui a vérifié que le grand panneau solaire à cinq panneaux du satellite – qui se replie lorsque le satellite est lancé – serait déployé correctement lorsque GOES-U atteindrait l’orbite géostationnaire.
Les panneaux solaires déployés formeront une aile du panneau solaire qui tournera une fois par jour pour diriger en permanence ses cellules photovoltaïques (solaires) vers le soleil. Les cellules photovoltaïques convertiront l’énergie du soleil en électricité pour alimenter l’ensemble du satellite, y compris les instruments, les ordinateurs, les processeurs de données, les capteurs et les équipements de communication.
Ces tests ont confirmé que le satellite GOES-U et tous ses dispositifs sont capables de résister au processus de lancement et de maintenir leurs fonctions en orbite. Les employés de Lockheed Martin et de SpaceX ont effectué les tests dans les installations de Lockheed Martin à Littleton, au Colorado, où le satellite a été construit.
Pendant que le satellite était testé pour le préparer aux conditions physiques de lancement et dans l’espace, l’équipe opérationnelle de la mission GOES-U a lancé des activités critiques pour répéter les procédures de lancement et tester les communications entre le satellite et le système au sol.
L’équipe des opérations de mission effectue des tests approfondis de guidage par satellite à partir du système au sol dans le Maryland. Des tests complets vérifient la compatibilité du matériel spatial et terrestre, des logiciels et des interfaces de communication au cours des opérations de mission.
Récemment, l’équipe a effectué des tests pour vérifier les commandes à l’aide du nouvel instrument Compact Coronagraph-1 (CCOR-1). CCOR-1 est un nouvel instrument de météorologie spatiale qui volera à bord de GOES-U et prendra une image de la couronne solaire (la couche externe de l’atmosphère du Soleil) pour détecter et caractériser les éjections de masse coronale (CME). CCOR-1 fait partie de la mission d’observation météorologique spatiale de la NOAA.
L’équipe des opérations de mission a récemment lancé une série d’exercices de mission, qui utilisent un simulateur de satellite et de système au sol pour former le personnel d’exploitation et tester l’état de préparation des produits opérationnels et du système au sol.
Ces exercices permettent de tester différentes parties du lancement, telles que l’élévation de l’orbite, les événements de séparation après le lancement, le déploiement des panneaux solaires et l’état de préparation du système de propulsion. Il simule les opérations normales et les mesures à prendre si une procédure ne se déroule pas comme prévu.
GOES-U est sur le point d’être lancé en avril 2024 depuis la station spatiale de Cap Canaveral en Floride à bord du lanceur Falcon Heavy. Le satellite sera renommé GOES-19 une fois qu’il aura atteint l’orbite géostationnaire, environ deux semaines après son lancement. GOES-19 subira ensuite une inspection en orbite de ses instruments et systèmes, suivie d’une validation des produits de données du satellite.
La série GOES-R de la NOAA est le système de surveillance météorologique et environnementale le plus avancé de l’hémisphère occidental. Le programme de la série GOES-R est une mission de quatre satellites qui comprend GOES-R (GOES-16, lancé en 2016, fonctionnant désormais sous le nom de GOES East) et GOES-S (GOES-17, lancé en 2018). , et maintenant fonctionne comme un satellite sur le satellite). -orbite de secours), GOES-T (GOES-18, lancé en 2022 et fonctionnant sous le nom de GOES West) et GOES-U.
Les satellites fournissent des données importantes pour les prévisions et les avertissements météorologiques, détectent et surveillent les risques environnementaux tels que les incendies, la fumée, le brouillard, les cendres volcaniques et la poussière, et surveillent l’activité solaire et la météo spatiale.
Les satellites de la série GOES-R devraient être opérationnels dans les années 2030. Pendant ce temps, la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) et la NASA travaillent sur la mission de satellite géostationnaire de nouvelle génération appelée Extended Geostationary Observations (GeoXO). GeoXO poursuivra les observations fournies par GOES-R et fournira également de nouvelles capacités pour relever les principaux défis environnementaux du futur en soutien aux opérations météorologiques, océaniques et climatiques des États-Unis.
Les programmes GOES-R et GeoXO sont le fruit d’une collaboration entre la NOAA et la NASA. La National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) finance et gère le programme, exploite les satellites et distribue des produits de données satellitaires aux utilisateurs du monde entier. La NASA et ses partenaires commerciaux développent et construisent des engins spatiaux, des instruments et des satellites de lancement.
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L’enzyme issue de la bio-ingénierie produit de la vanilline naturelle à partir de plantes en une seule étape
L’extrait de vanille est l’un des composés aromatiques les plus utilisés dans les produits alimentaires et cosmétiques. L’arôme agréable et sucré de cette saveur classique est conféré par le composé chimique « vanilline » présent dans les gousses des plants de vanille appartenant à la famille des orchidées. Dans les plantes, la vanilline est synthétisée en convertissant l’acide férulique par une enzyme – VpVAN. Cependant, la biosynthèse in vitro de la vanilline à partir de VpVAN d’origine végétale ne produit que de très petites quantités de vanilline et n’est donc pas commercialement pratique. De plus, bien que les extraits de vanille d’origine chimique soient disponibles à bas prix, ils n’ont pas la saveur de l’extrait de vanille naturel, et ce dernier reste très demandé. De plus, les limitations climatiques imposées à la culture des plants de vanille et le rendement relativement faible obtenu par plant ont conduit à une diminution de l’offre et à une hausse des prix de l’extrait naturel de vanille.
Face à ces défis, le professeur Toshiki Furuya du Département de biosciences appliquées de la Faculté des sciences et technologies de l’Université des sciences de Tokyo et ses étudiants diplômés Shizuka Fujimaki et Satsuki Sakamoto ont réussi à développer une enzyme qui génère de la vanilline à partir de plantes. acide férulique. « L’acide férulique, la matière première, est un composé qui peut être obtenu en abondance à partir de déchets agricoles tels que le son de riz et le son de blé. La vanilline est produite simplement en mélangeant l’acide férulique avec l’enzyme développée à température ambiante. méthode simple et respectueuse de l’environnement. » Pour produire des composés aromatiques », explique le professeur Furuya. Leur étude a été publiée le 10 mai 2024 dans Microbiologie appliquée et environnementale.
Les chercheurs ont utilisé des techniques de génie génétique pour modifier la structure moléculaire de l’enzyme Ado. Ado est à l’origine une enzyme oxydase qui ajoute un atome d’oxygène au substrat – l’isoeugénol. Dans son état originel, il n’a pas la capacité de convertir l’acide férulique en vanilline. Grâce à l’analyse de modélisation structurelle, les chercheurs ont pu prédire les modifications des acides aminés dans l’Ado qui permettraient son interaction avec l’acide férulique. Dans cette optique, ils ont mené une série d’expériences en remplaçant les résidus d’acides aminés phénylalanine et valine à des positions spécifiques de la structure Ado par divers autres acides aminés. Ils ont continué à examiner la capacité de conversion de l’acide férulique de diverses protéines mutantes modifiées.
Après de nombreux essais et erreurs, ils ont découvert que la protéine mutante dans laquelle seuls trois résidus phénylalanine et valine étaient remplacés par de la tyrosine et de l’arginine, réagissait de manière stable avec l’acide férulique et montrait une activité de conversion élevée. Notamment, l’enzyme modifiée ne nécessitait aucun cofacteur pour la conversion, contrairement à d’autres oxydases, et produisait de la vanilline à l’échelle d’un gramme par litre de solution réactionnelle, avec une efficacité catalytique et une affinité supérieures à celles de l’enzyme de type sauvage. La réaction nécessite uniquement de mélanger l’enzyme, l’acide férulique et l’air (oxygène moléculaire) à température ambiante, ce qui en fait un processus simple, durable et économiquement évolutif. En outre, l’enzyme développée au niveau moléculaire a également montré une activité de conversion en acide coumarique et en acide sinapique, des composés obtenus à partir de la dégradation de la lignine – un déchet agricole courant.
À ce jour, aucune enzyme microbienne ou végétale n’a démontré la capacité de convertir l’acide férulique en vanilline à l’échelle industrielle. Par conséquent, l’enzyme développée dans la présente étude présente un grand potentiel pour permettre la production commerciale et économique de vanilline naturelle.
Expliquant les implications à long terme de leurs recherches, le professeur Furuya déclare : « Exploiter le potentiel des micro-organismes et des enzymes pour extraire des composés précieux dans des conditions modérées à partir de ressources végétales renouvelables offre actuellement une approche durable pour réduire l’empreinte environnementale. société, nos efforts de recherche sont axés sur la mise en œuvre réelle de la production de vanilline grâce à l’utilisation de l’enzyme nouvellement développée.
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Améliorer les modèles de surface terrestre pour visualiser les gradients de végétation en terrain montagneux
crédit: Recherche sur les ressources en eau (2024). est ce que je: 10.1029/2023WR036214
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crédit: Recherche sur les ressources en eau (2024). est ce que je: 10.1029/2023WR036214
Les modèles de surface terrestre sont un outil indispensable pour les écologistes pour cartographier les caractéristiques naturelles de notre monde, en particulier lorsqu’ils surveillent les effets du changement climatique ou évaluent les efforts de conservation.
Cependant, les modèles à grande échelle couvrant de vastes régions telles que les continents utilisent souvent des tailles de grille qui ne capturent pas correctement la variation pouvant exister au sein de chaque carré. Cela peut constituer un problème particulièrement important en terrain montagneux, où l’altitude, la température et la teneur en eau peuvent être très différentes, même au sein d’un seul pixel de carte.
dans Stade Récemment publié dans le magazine Recherche sur les ressources en eauDes chercheurs de l’Institut des sciences industrielles de l’Université de Tokyo ont démontré une nouvelle façon de visualiser les gradients de végétation en terrain montagneux.
Premièrement, les chercheurs ont regroupé les pixels en unités hydrologiques plus grandes pour représenter le flanc de la colline. Ensuite, ils ont divisé les données en plages d’élévation verticales pour estimer le profil de la pente. Cela a permis d’identifier le type de couverture terrestre dominant dans chaque plage d’altitude, et les zones où le modèle de végétation est influencé par les pentes des collines ont ensuite pu être identifiées.
« La différence d’humidité entre les collines et les vallées due à un terrain en pente peut créer une dynamique et des modèles de végétation uniques. En fait, un changement d’altitude de quelques mètres seulement peut entraîner des changements spectaculaires dans la végétation locale », explique l’auteur principal de l’étude, Shuping. . Il m’explique. Les chercheurs ont appelé ce phénomène « végétation influencée par les pentes ».
L’étendue de la végétation affectée par les pentes des collines n’était pas connue auparavant, ni même si elle pouvait être déterminée dans le monde entier sous différents climats. Une nouvelle analyse des données haute résolution sur le terrain et la végétation a montré qu’il s’agit en fait d’un phénomène mondial très courant.
Les zones identifiées comme présentant une végétation influencée par les pentes des collines sont largement réparties à travers le monde dans diverses zones climatiques. Certains des exemples récemment découverts dans l’étude se trouvent dans le nord-est de la Russie et dans la Corne de l’Afrique.
Cela indique que l’influence de l’hydrodynamique des terrains en pente sur les régimes de végétation peut se produire même dans les régions boréales sèches et semi-arides.
Les chercheurs ont également démontré que la simple prise en compte des effets de l’élévation, comme dans le cas de la « limite des arbres » sur une montagne sans aucun arbre ne poussant au-dessus, ne suffit pas.
« Nous avons montré que la simple prise en compte de l’effet de l’élévation – qui est principalement dû aux changements de température – ne suffit pas à expliquer l’hétérogénéité de la végétation. La dynamique de l’eau dans les paysages en pente ne peut être ignorée en tant que facteur important », explique le chercheur principal. Dai Yamazaki.
Les chercheurs pensent que leur méthode peut être appliquée aux données du monde entier pour améliorer notre compréhension de l’impact des changements d’altitude sur la vie végétale, ce qui pourrait grandement faciliter les efforts de modélisation climatique pour fournir des informations plus détaillées sur le changement climatique.
Plus d’information:
Shuping Li et al., Où dans le monde les modèles de végétation sont-ils contrôlés par la dynamique de l’eau des pentes ?, Recherche sur les ressources en eau (2024). est ce que je: 10.1029/2023WR036214
Informations sur les magazines :
Recherche sur les ressources en eau
« Spécialiste de la télévision sans vergogne. Pionnier des zombies inconditionnels. Résolveur de problèmes d’une humilité exaspérante. »
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La première imagerie au monde d’atomes de césium radioactifs dans des échantillons environnementaux
L’analyse pionnière, réalisée par une équipe de chercheurs au Japon, en Finlande, en Amérique et en France, analysant les matériaux rejetés par les réacteurs FDNPP endommagés, révèle des informations importantes sur les défis environnementaux et de gestion des déchets radioactifs auxquels le Japon est confronté. L’étude est intitulée « « Détection d’atomes de césium radioactifs invisibles : présence d’un contaminant dans des microparticules riches en césium (CsMP) provenant de la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi. » Il vient d’être publié dans Magazine des matières dangereuses.
Fusions de Fukushima Daiichi : un casse-tête technique et environnemental en cours
En 2011, après le tremblement de terre et le tsunami du Grand Tohoku, trois réacteurs nucléaires de la FDNPP ont connu une fusion en raison d’une perte d’alimentation de secours et de refroidissement. Depuis lors, de nombreux efforts de recherche se sont concentrés sur la compréhension des propriétés des débris de combustible (le mélange de combustible nucléaire fondu et de matériaux de structure) trouvés à l’intérieur des réacteurs endommagés. Ces débris doivent être soigneusement retirés et éliminés.
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Cependant, de nombreuses incertitudes demeurent quant à l’état physique et chimique des débris de combustible, ce qui complique grandement les efforts de récupération.
Les tentatives pour comprendre la chimie du césium radioactif conduisent à des résultats qui sont les premiers du genre au monde
Une grande quantité d’éléments radioactifs a été libérée par les réacteurs endommagés de Fukushima Daiichi sous forme de particules. Les particules, appelées microparticules riches en Cs (CsMP), sont peu solubles, petites (moins de 5 µm) et ont une composition vitreuse.
Professeur Satoshi Utsunomiya de l’Université de Kyushu, au Japon, a dirigé la présente étude. Il a expliqué que les CsMP « se formaient au fond des réacteurs endommagés lors des fusions, lorsque le combustible nucléaire en fusion heurtait le béton ».
Après la formation, de nombreux CsMP ont été perdus du confinement du réacteur dans le milieu environnant.
Comment l’image a-t-elle été créée ?
La caractérisation détaillée des CsMP a révélé des indices importants sur les mécanismes et l’étendue des effondrements. Cependant, malgré l’abondance du Cs dans les particules fines, l’imagerie directe au niveau atomique du Cs radioactif dans les particules s’est avérée impossible.
Professeur Loi Gareth« Cela signifie que nous manquons d’informations complètes sur la forme chimique du Cs dans les particules et les débris de carburant », a expliqué l’un des participants à l’étude de l’Université d’Helsinki.
« Bien que le Cs soit présent dans les particules à des concentrations raisonnablement élevées, il est souvent trop faible pour une imagerie réussie au niveau atomique à l’aide de techniques avancées de microscopie électronique », a poursuivi Utsunomiya. « Lorsque le Cs a été trouvé à une concentration suffisamment élevée, nous avons trouvé le faisceau d’électrons. détruit l’échantillon, rendant les données résultantes inutiles. Cependant, lors de travaux antérieurs de l’équipe utilisant un microscope électronique à balayage à angle sombre avancé à haute résolution (HR-HAADF-STEM), ils ont trouvé des inclusions d’un minéral appelé pollucite (zéolite). . Dans la nature, la pollution est généralement riche en aluminium.
La contamination trouvée dans les CsMP était clairement différente de celle trouvée dans la nature, indiquant qu’elle s’est formée dans des réacteurs. « Parce que nous savions que la plupart des Cs dans les CsMP provenaient de la fission, nous avons pensé que l’analyse de la contamination pourrait conduire aux toutes premières images directes d’atomes de Cs radioactifs », a poursuivi Utsunomiya.
La zéolite peut devenir amorphe lorsqu’elle est exposée à une irradiation par un faisceau d’électrons, mais ces dommages sont liés à la composition de la zéolite, et l’équipe a découvert que certaines impuretés contaminants étaient stables dans le faisceau d’électrons.
Après avoir appris cela et sur la base de la modélisation, l’équipe s’est lancée dans une analyse minutieuse de Shahada Utsunomiya, une étudiante diplômée. Kanako MiyazakiEnfin, l’équipe a photographié les atomes radioactifs de Cs.
Utsunomiya a expliqué :
C’était très intéressant de voir le magnifique motif d’atomes de Cs dans la structure contaminée, environ la moitié des atomes de l’image correspondant à du Cs radioactif.
Il a poursuivi : « C’est la première fois que les humains imagent directement des atomes de Cs radioactifs dans un échantillon environnemental. La découverte de concentrations suffisamment élevées de Cs suffisamment radioactifs dans des échantillons environnementaux pour permettre une imagerie directe est inhabituelle et pose des problèmes de sécurité. S’il était passionnant de créer une image scientifique pour la première fois au monde, il est en même temps triste que cela n’ait été possible que grâce à un accident nucléaire.
Plus qu’une simple avancée dans le domaine de la photographie
Utsunomiya a souligné que les résultats de l’étude vont au-delà de la simple imagerie des atomes de Cs radioactifs : « Nos travaux mettent en évidence la composition des contaminants et l’hétérogénéité potentielle de la distribution du Cs au sein des réacteurs FDNPP et de l’environnement. »
Lu a en outre souligné l’importance : « Nous démontrons sans équivoque l’apparition de nouveaux C associés aux matériaux rejetés par les réacteurs FDNPP. La découverte de C contenant un contaminant dans les CsMP signifie probablement qu’ils restent également dans les réacteurs concernés. pris en compte dans les stratégies de démantèlement des réacteurs et de gestion des déchets.
Professeur agrégé émérite Bernd Grambo De Subatech, Université IMT Atlantique Nantes, il a ajouté : « Nous devons maintenant commencer également à examiner le comportement environnemental de la pollucite au Cs et ses impacts potentiels. Elle est susceptible de se comporter différemment des autres formes de retombées du Cs documentées à ce jour. mai L’impact sur la santé humaine doit être pris en compte. La réaction chimique du contaminant dans l’environnement et dans les fluides corporels est certainement différente des autres formes d’éléments radioactifs déposés.
Enfin, concernant l’importance de l’étude, le professeur Dr. a déclaré : Rod Ewing L’étudiant de l’Université de Stanford a souligné le besoin urgent de poursuivre les recherches pour éclairer les stratégies d’élimination des débris et de dépollution de l’environnement : « Une fois de plus, nous constatons que les efforts analytiques minutieux des scientifiques internationaux peuvent résoudre les mystères des accidents nucléaires, contribuant ainsi aux efforts de rétablissement à long terme. »
référence: Miyazaki K, Takehara M, Minomo K et al. Détection d’atomes de césium radioactifs « invisibles » : présence d’un contaminant dans des microparticules riches en césium (CsMP) de la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi. J Hazard Mater. 2024;470:134104. est ce que je: 10.1016/j.jhazmat.2024.134104
Cet article a été republié ci-dessous Matiéres. Remarque : Le matériel peut avoir été modifié en termes de longueur et de contenu. Pour plus d’informations, veuillez contacter la source susmentionnée. Vous pouvez accéder à notre politique de communiqués de presse ici.
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