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La NASA investit dans un nouveau concept de fusée nucléaire pour l'avenir de l'exploration spatiale et de l'astrophysique
Dans les années à venir, la NASA prévoit d'envoyer plusieurs missions d'astrobiologie sur Vénus et Mars pour rechercher des preuves de vie extraterrestre. Celles-ci se dérouleront parallèlement aux missions habitées vers la Lune (pour la première fois depuis l’ère Apollo) et aux premières missions habitées vers Mars. Au-delà du système solaire interne, il existe des projets ambitieux visant à envoyer des missions robotiques en Europe, à Titan et au-delà.Mondes océaniquesIl pourrait héberger une vie extraterrestre. Pour atteindre ces objectifs, la NASA investit dans de nouvelles technologies intéressantes à travers… La NASA a avancé des concepts innovants Programme Nyack.
La sélection de cette année comprend des avions à énergie solaire, des bioréacteurs, des voiles légères, des technologies d'hibernation, des expériences d'astrobiologie et des technologies de propulsion nucléaire. Cela inclut le concept de Fusée à moteur nucléaire à isotopes minces (TFINER), suggéré par un membre du personnel technique supérieur James Pickford Et ses collègues de Laboratoire Charles Stark Draper – Développeur technologique indépendant basé dans le Massachusetts. Cette proposition repose sur la désintégration des radio-isotopes pour générer une poussée et a été récemment sélectionnée par le NIAC pour Développement de première étape.
Comme le note leur document de proposition, une propulsion avancée est nécessaire pour réaliser de nombreux concepts de mission de nouvelle génération. Celles-ci incluent l'envoi d'un télescope au point focal de la lentille gravitationnelle du Soleil et le rendez-vous avec un objet interstellaire qui passe. Ces concepts de mission nécessitent des vitesses rapides qui ne peuvent être atteintes avec des fusées conventionnelles. Alors que les voiles légères sont étudiées pour des missions de transit rapide au sein du système solaire et de Proxima Centauri, elles ne peuvent pas effectuer les manœuvres de propulsion nécessaires dans l'espace lointain.
Les concepts nucléaires possibles grâce à la technologie actuelle comprennent la propulsion nucléaire thermonucléaire et la propulsion nucléaire électrique (NTP/NEP), qui disposent de la propulsion nécessaire pour atteindre des emplacements dans l'espace lointain. Cependant, comme le notent Bickford et son équipe, ils sont également volumineux, lourds et coûteux à fabriquer. « En revanche, nous proposons un moteur à isotopes nucléaires mince doté d'une puissance suffisante pour rechercher, rencontrer et ensuite renvoyer des échantillons d'objets interstellaires distants et se déplaçant rapidement. » ils écrivent. « La même technologie permet de rediriger le télescope à lentille gravitationnelle afin qu'une seule mission puisse observer de nombreuses cibles de grande valeur. »
Le concept de base est similaire à celui d'une voile solaire, sauf qu'il repose sur de fines feuilles d'isotopes radioactifs qui utilisent l'impulsion de leurs produits de désintégration pour générer une poussée. Comme ils le décrivent, la conception de base implique des feuilles de thorium-228 d’environ 10 micromètres (0,01 mm) d’épaisseur. Ce métal naturellement radioactif (couramment utilisé en radiothérapie) subit une désintégration alpha avec une demi-vie de 1,9 ans. La poussée est produite en enduisant un côté d’une couche absorbante jusqu’à 50 micromètres (0,05 mm) d’épaisseur, forçant les particules alpha dans la direction opposée du mouvement.
Le vaisseau spatial nécessitera 30 kg (66 lb) de thorium-228 répartis sur une superficie de plus de 250 mètres carrés.2 (~ 2 700 pieds carrés), fournissant plus de 150 km/s (93 mph) de poussée. À titre de comparaison, la mission la plus rapide utilisant une propulsion conventionnelle a été… Sonde solaire Parker (PSP), qui a atteint la vitesse 163 km/s (101 mph) Il a atteint le point le plus proche de son orbite autour du soleil (périhélie). Cependant, cela était dû à la manœuvre gravitationnelle de Vénus et à l’attraction gravitationnelle du Soleil.
Les avantages de ce système incluent la simplicité, car la conception est basée sur la physique et les matériaux connus. Il offre également une évolutivité permettant de s'adapter à des charges utiles plus petites (telles que des capteurs) ou à des missions plus importantes (telles que des télescopes spatiaux). Un seul lanceur conventionnel pourrait insérer plusieurs de ces engins spatiaux dans une trajectoire de fuite solaire, nécessitant une vitesse de fuite de 42,1 km/s (26 mph). Les plaques de poussée peuvent également être reconfigurées pour permettre la direction de la poussée et les manœuvres du vaisseau spatial, ce qui signifie que le vaisseau spatial peut explorer de futures missions une fois qu'il atteint l'espace lointain.
Cela inclut les télescopes associés au point focal de la lentille gravitationnelle solaire (SGL) et les missions qui rencontreront des objets interstellaires (ISO) et renverront éventuellement des échantillons sur Terre pour analyse. En parlant de cela, le vaisseau spatial aura la capacité de secours pour rencontrer lui-même l’ISO et renvoyer des échantillons. La décomposition naturelle des feuilles peut également être exploitée à l'aide d'une couche de matériau thermoélectrique (ou de tuiles Peltier) pour générer un excès de puissance électrique d'environ 50 kilowatts à un rendement de 1 %. Une couche de matériau émetteur de particules bêta pourrait également être ajoutée pour neutraliser le rayonnement alpha et « induire une polarisation de tension qui dirige les émissions d’échappement et/ou exploite le vent solaire sortant ».
Ils notent également que le concept pourrait être conçu avec plusieurs « étages » équipés d'actinium-227 (ou d'autres isotopes ayant des demi-vies plus longues), ce qui entraînerait une vitesse plus élevée sur une durée de vie de mission prolongée. De même, une version modifiée basée sur le thorium-233 pourrait exploiter le cycle du combustible au thorium – les désintégrations successives des isotopes qui produisent finalement l’uranium-232 – ce qui (selon eux) augmenterait les performances d’environ 500 %. Il est clair que la technologie proposée offre de nombreuses opportunités de développement futur et peut être utilisée pour mettre en œuvre de nombreux profils de mission.
Ces missions sont conformes à la vision de la NASA pour le siècle prochain, qui comprend l'envoi de vaisseaux spatiaux pour étudier de près l'ISO, découvrir des planètes habitables dans les systèmes stellaires proches, mener des missions habitées en dehors du système Terre-Lune et rechercher la vie sur d'autres corps célestes.
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« Spécialiste de la télévision sans vergogne. Pionnier des zombies inconditionnels. Résolveur de problèmes d’une humilité exaspérante. »
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Il a été découvert que cette planète rocheuse brûlante, deux fois plus grande que la Terre, possède une atmosphère épaisse
« C’est peut-être la preuve la plus solide à ce jour que cette planète possède une atmosphère », a déclaré Ian Crosfield, un astronome qui n’a pas participé à la recherche publiée dans la revue Nature. Le terme Super Terre fait référence à la taille de la planète, plus grande que la Terre mais plus petite que Neptune. Les températures d’ébullition de la planète – qui peuvent atteindre 2 300 degrés Celsius – signifient qu’il est peu probable qu’elle abrite la vie.
Au lieu de cela, les scientifiques affirment que cette découverte est un signe prometteur selon lequel il pourrait exister d’autres planètes rocheuses dotées d’une atmosphère épaisse qui pourraient être plus habitables. L’exoplanète, située à 41 années-lumière, est huit fois plus lourde que la Terre et orbite si étroitement autour de son étoile Copernic qu’elle a des côtés jour et nuit permanents. Une année-lumière équivaut à environ 9,7 billions de kilomètres. Sa surface est recouverte d’océans magmatiques.
Pour en savoir plus sur la composition de l’atmosphère de la planète, les chercheurs ont étudié les observations du télescope spatial Webb avant et après le passage de la planète derrière son étoile. Ils ont séparé la lumière émise par la planète de son étoile et ont utilisé les données pour calculer la température de la planète. Il est prouvé que la chaleur de la planète était répartie uniformément sur sa surface, une astuce bien connue pour créer une ambiance festive. Les gaz libérés par les océans magmatiques peuvent jouer un rôle clé dans le maintien de la stabilité de leur atmosphère. L’exploration de cette super-Terre pourrait également fournir des indices sur l’évolution de la Terre et de Mars. « C’est une fenêtre rare », a déclaré Renyu Hu du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, qui a participé à la recherche.
Fin de l’article
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Essai routier de l’injecteur du moteur principal Orion. Crédit : NASA
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Essai routier de l’injecteur du moteur principal Orion. Crédit : NASA
Lorsque le vaisseau spatial Orion transportera les premiers équipages Artemis vers la Lune et retour, il s’appuiera sur le module de service européen fourni par l’ESA (Agence spatiale européenne) pour effectuer le voyage. Le module de service assure la production d’énergie électrique, la propulsion, le contrôle de la température et le stockage des consommables pour Orion, jusqu’au moment où il se sépare du module d’équipage avant de rentrer dans l’atmosphère terrestre.
Pour les six premières missions Artemis – Artemis 1 à Artemis 6 – la NASA et l’ESA utiliseront un moteur Orbiter Maneuvering System (OMS) remis à neuf du programme de la navette spatiale comme moteur principal du module de service européen. Après Artemis VI, la NASA aura besoin d’un nouveau moteur pour prendre en charge Orion.
Ce besoin sera satisfait par le moteur principal Orion (OME) en cours de développement avec Aerojet Rocketdyne (maintenant connu sous le nom de L3 Harris), mais avant que le moteur principal Orion puisse voler, tous ses composants doivent être minutieusement testés.
Entrez dans le bureau d’essais de propulsion du centre d’essais de White Sands de la NASA. De novembre 2023 à janvier 2024, cette équipe a mené des tests rigoureux sur un composant essentiel de l’OME : l’injecteur qui fournit le propulseur pour démarrer le moteur et fournit la poussée nécessaire pour ramener Orion de la Lune.
Les tests ont été menés sur le banc d’essai 301A dans la zone de propulsion 300 à White Sands. L’injecteur a été monté sur un moteur d’essai et a tiré plusieurs fois pendant trois secondes chacune, pour un total de 21 tests. À chaque test, l’équipe de White Sands a cherché à démontrer la capacité de l’injecteur OME à maintenir une combustion constante et contrôlée et à revenir à des opérations normales si le processus de combustion est artificiellement perturbé.
Plusieurs membres de l’équipe de White Sands ont participé à cet effort. James Hess, chef de projet et directeur des opérations, a veillé à ce que les tests soient réalisés en toute sécurité et avec succès en supervisant les opérations et en s’assurant que les exigences des tests étaient respectées. James Mahoney a géré le calendrier et le budget des tests en tant que chef de projet, tandis que Jordan Addai a dirigé les opérations et les tests proprement dits.
D’autres rôles clés incluent l’ingénieur électricien principal Sal Muniz et l’ingénieur en instrumentation Jesus Lujan Martino. Sean D’Souza d’Aerojet Rocketdyne a servi de responsable des articles de test, garantissant que l’injecteur fonctionnait comme prévu et répondait aux exigences du scénario de test. Un soutien supplémentaire a été fourni par les membres de l’équipe du programme OME du Johnson Space Center et du Glenn Research Center de la NASA.
Les résultats ont confirmé que l’injecteur OME pouvait maintenir une combustion stable et l’équipe a déterminé que les tests étaient réussis. Un aspect unique de l’injecteur OME est qu’il est fabriqué selon un processus de fabrication additive appelé fabrication laser sélective – essentiellement une impression 3D utilisant des poudres métalliques au lieu de plastique. Démontrer l’efficacité des composants imprimés en 3D peut aider la NASA et ses partenaires à réduire les coûts et à accroître l’efficacité des processus de développement.
La conception de l’injecteur sera désormais intégrée dans l’OME complet qui sera testé en tant qu’ensemble moteur complet à White Sands une fois prêt.
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Les passionnés de photographie et d’astronomie de Dublin ont une dernière chance de soumettre leurs candidatures pour l’astrophotographie « Reaching for the Stars », avant la date limite du vendredi 10 mai.
Le concours, organisé par le Dublin Institute for Advanced Study (DIAS), recherche les meilleures images astronomiques prises en Irlande entre le 28 avril 2023 et le 10 mai 2024.
Commentant l’approche de la date limite, le Dr Eucharia Meehan, PDG et registraire de DIAS, a déclaré : « La date limite de 2024 approche à grands pas et nous sommes ravis de voir les candidatures arriver.
« L’ajout d’une nouvelle catégorie cette année, appelant à des candidatures prises sur smartphone, est une excellente opportunité et j’encourage toute personne à Dublin qui s’intéresse à l’astronomie et au ciel nocturne à sortir et à s’impliquer.
« Vous n’avez pas besoin d’être un photographe professionnel pour apprécier notre ciel nocturne, ni de posséder un télescope. Nous vous demandons simplement de suivre attentivement les directives du concours pour vous assurer que vos photos répondent aux critères.
« J’encouragerais vraiment les habitants de Dublin à sortir avec leur appareil photo ou leur téléphone au cours de la semaine prochaine, avant la date de clôture. »
Détails du concours
Les candidatures au concours « Reach for the Stars » seront jugées par le professeur Peter Gallagher, chef du département d’astrophysique du DIAS, aux côtés de Brenda Fitzsimmons, rédactrice photo au Irish Times ; John Flannery, vice-président de la Société irlandaise d’astronomie ; et Niamh Breathnach, directrice des relations publiques d’Alice.
Les participants peuvent soumettre jusqu’à deux photos par catégorie au concours. La date limite de candidature est le vendredi 10 mai 2024 à 17 heures. Les candidatures peuvent être soumises dans cinq catégories différentes.
- Le ciel nocturne à portée de main : des photos d’un spectacle astronomique prises avec un simple smartphone et sans télescope.
- Hors de ce monde – Planètes : Images de planètes, du soleil et de la lune.
- Hors de ce monde – Ciel profond : images d’objets célestes situés au-delà de notre système solaire, tels que des nébuleuses, des amas d’étoiles et des galaxies.
- Retour à la Terre – Paysages : images qui représentent une caractéristique d’importance astronomique en tant que caractéristique et éléments importants tels que la nature, la terre ou l’eau.
- Retour sur Terre – Points de repère : images qui représentent une caractéristique d’intérêt astronomique en tant que caractéristique et éléments importants tels que des paysages urbains, des bâtiments, des maisons, des structures historiques ou des monuments.
Forfait prix
Les photographes gagnants dans les différentes catégories recevront divers prix, notamment : des billets pour les trois sites des observatoires astronomiques irlandais – l’observatoire Dunsink (la salle d’évasion Race to Space), l’observatoire d’Armagh et le château de Pere Demesne ; Bons pour du matériel photographique/télescopique ; et abonnements numériques à The Irish Times.
DIAS a l’intention que les images gagnantes et très acclamées soient également incluses dans une exposition au DIAS en 2024.
De plus, toutes les images présélectionnées seront incluses dans une galerie en ligne – à des fins de vote du public – sur le site Web du concours reachforthestars.ie.
Le concours « Reach for the Stars » du DIAS est organisé en partenariat avec The Irish Times et parrainé par Alice Public Affairs et les Irish Astronomical Observatories.
La Société irlandaise d’astronomie soutient cette initiative.
Plus d’informations, y compris les directives du concours et le formulaire d’inscription, sont disponibles sur www.reachforthestars.ie
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