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Le projet Mars Sample occupe une place importante dans les négociations finales sur les dépenses

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Le projet Mars Sample occupe une place importante dans les négociations finales sur les dépenses

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Le projet complexe visant à récupérer des échantillons de roche et de terre sur Mars est depuis longtemps une priorité absolue pour la NASA, ses partisans affirmant que la mission pourrait répondre à la question séculaire de savoir si la vie existait sur la planète rouge.

Le rover Perseverance, construit par le Jet Propulsion Laboratory de Pasadena, en Californie, collecte des échantillons. Mais les législateurs se demandent si leur retour sur Terre pour étude est réalisable dans un environnement budgétaire limité.

Les lignes de bataille sont régionales et non partisanes : les législateurs californiens soutiennent les travaux en cours sur le programme Mars Sample Return au complexe de Pasadena contre les partisans du Maryland et de la Virginie du tentaculaire Goddard Space Flight Center de l'agence, entre autres.

La mission sur Mars est également confrontée à de sérieuses questions quant à sa viabilité après qu'un examen interne de la NASA a déterminé que le programme prendrait plus de temps et coûterait beaucoup plus que prévu initialement.

La Chambre des représentants, contrôlée par les Républicains, s’est rangée du côté de l’administration Biden, proposant un financement intégral du programme Mars, tandis que le Sénat, contrôlé par les Démocrates, cherchait à transférer l’argent vers d’autres projets.

«La mission dépasse largement le budget», a déclaré Jeanne Shaheen, présidente du Sénat chargé des crédits pour le commerce, la justice et la science. « On ne sait pas du tout quel type de science sera produit pour nous, donc je pense qu'étant donné les contraintes budgétaires, nous devons envisager de consacrer l'argent là où il aura le plus grand impact. »

Sans prendre de risques, la NASA se prépare au pire. Le JPL a annoncé la semaine dernière des licenciements massifs – 8 pour cent de ses effectifs. Cette décision fait suite à la directive de l'administrateur de la NASA, Bill Nelson, selon laquelle l'agence devrait se préparer à allouer 300 millions de dollars au projet Mars pour l'exercice 2024, comme le propose le projet de loi de dépenses du Sénat sur le commerce, la justice et la science.

L’avenir du programme Mars fait partie des grandes décisions auxquelles sont confrontés les détenteurs du projet alors qu’ils négocient le projet de loi final sur le commerce, la justice et la science. La mesure a une date limite du 8 mars dans la loi intérimaire actuelle et fait partie des environ quatre cinquièmes du financement discrétionnaire total de l'exercice 2024 dû à cette date.

Le Sénat souhaite réduire ce budget de 63 %, comme le confirme une étude de la NASA, qui a révélé que le programme coûterait au moins 3 milliards de dollars de plus que prévu. De plus, le rapport accompagnant le projet de loi du Sénat ordonne à la NASA – si l’agence dit qu’elle ne trouve pas de moyen de respecter les prévisions précédentes de 5,3 milliards de dollars – « soit de proposer des options pour réduire la portée, de retravailler le MSR, soit de faire face à l’annulation de la mission ».

En revanche, la Chambre a inclus le montant total de 949,3 millions de dollars du programme Mars demandé par le président Joe Biden dans le projet de loi sur le commerce, la justice et la science.

« Ce sera la série d'échantillons la plus intéressante que nous aurons à leur retour », a déclaré la représentante Judy Chu, démocrate de Californie, dont le district comprend le Jet Propulsion Laboratory et le California Institute of Technology. Exploite l'installation. « Mais tout cela est compromis par des coupes budgétaires qui mettront un terme à tous les énormes progrès que nous avons réalisés. »

la mission

Le Congrès a jusqu'à présent alloué 1,74 milliard de dollars au programme Mars, que la dernière enquête réalisée une fois par décennie auprès des planétologues décrit comme la priorité absolue de la NASA en matière d'exploration robotique.

Mais les efforts visant à récupérer des échantillons sont difficiles, c’est le moins qu’on puisse dire. Il s’agit du rover Perseverance qui livre du matériel à un « atterrisseur de récupération d’échantillons » de la taille d’un garage, en forme d’insecte, équipé d’une fusée pour remettre le matériau en orbite. Les échantillons seront collectés par un vaisseau spatial en orbite et renvoyés sur Terre, avec une date de retour prévue en 2033, si tout se passe bien.

Le porte-parole de la NASA, Dwayne Washington, a déclaré dans un communiqué que le programme est « l'une des missions les plus complexes jamais tentées par la NASA, nécessitant le tout premier lancement depuis une autre planète et un rendez-vous avec un vaisseau spatial en orbite autour d'une autre planète ».

Le comité d'examen indépendant de la NASA a publié son rapport en septembre, estimant que le programme coûterait finalement entre 8 et 11 milliards de dollars avec une « probabilité quasi nulle » de respecter les délais de lancement provisoires.

« En conséquence, il n'existe actuellement aucun calendrier fiable, aucun coût ou base technique pouvant être atteint avec le financement potentiellement disponible », a déclaré le conseil d'administration.

Washington a déclaré que l'agence « évaluait actuellement les options futures pour le programme » en raison de l'environnement budgétaire actuel. Une évaluation interne est actuellement en cours, avec des recommandations attendues fin mars.

Batailles régionales

Le programme Mars et la NASA en général sont déjà confrontés à des pressions budgétaires.

Compte tenu des plafonds de dépenses fixés par la loi de suspension des limites de la dette de l'année dernière, le projet de loi sur le commerce, la justice et la science fiscale de 2024 sera presque certainement confronté à des réductions par rapport à la version de l'année précédente. Les projets de loi présentés par les deux chambres ont atteint le niveau budgétaire de 84,2 milliards de dollars pour 2023, le projet de loi du Sénat totalisant 83,5 milliards de dollars et celui de la Chambre, 81,5 milliards de dollars.

La Maison Blanche a demandé un soutien majeur à la NASA, à hauteur de 27,2 milliards de dollars. Mais l'agence ne recevra que 25,4 milliards de dollars dans le cadre du projet de loi de la Chambre, un montant essentiellement fixe par rapport à l'exercice 2023. Le Sénat, cherchant à protéger d'autres priorités de financement, réduira encore la NASA à 25 milliards de dollars.

Les fonds disponibles étant limités, les législateurs cherchent à diriger les dollars disponibles vers leurs États. Avant même que la NASA ne publie les conclusions de son comité d'examen, les sénateurs ont accusé dans le rapport accompagnant leur projet de loi budgétaire 2024 que l'agence retardait les travaux sur d'autres projets importants en raison des exigences financières et humaines d'une mission sur Mars.

Les législateurs du Maryland et de Virginie soutiennent le chiffre inférieur adopté par le Sénat parce qu'ils souhaitent fournir plus d'argent pour des projets qui profitent à Goddard, basé à Greenbelt, dans le Maryland, qui exploite les installations de Wallops Aviation sur la côte est de la Virginie.

Le sénateur Chris Van Hollen, D-Md., membre du sous-comité du commerce, de la justice et de la science, a signé le 8 janvier une lettre des législateurs du Maryland et de la Virginie adressée aux dirigeants du comité les exhortant à s'engager en faveur des réductions proposées par le Sénat.

Shaheen n'est pas un observateur impartial. Le Centre des sciences spatiales de l'Université du New Hampshire, une institution de recherche majeure de la NASA, est impliqué dans le programme Artemis de l'agence visant à ramener des astronautes sur la Lune en plus d'étudier l'héliophysique ou la façon dont le soleil affecte son environnement.

Après le décès de la sénatrice démocrate Dianne Feinstein en septembre, la Californie n'a plus de sénateur au sein de la commission des crédits. Mais la puissante délégation californienne tente de montrer ses muscles. Les sénateurs de l'État et la plupart des membres de la délégation de la Chambre ont envoyé une lettre le 1er février à la directrice du Bureau de la gestion et du budget, Shalanda Young, exprimant leur inquiétude quant à la décision de l'administration de « procéder prématurément à des réductions budgétaires » pour le programme Mars.

Les signataires de la lettre couvrent toute la gamme, depuis les législateurs républicains dans des courses difficiles comme Mike Garcia et Ken Calvert, président du sous-comité des crédits de la défense, jusqu'à trois candidats démocrates en lice pour occuper l'ancien siège de Feinstein : Barbara Lee, Katie Porter et Adam B. Schiff.

Garcia, membre du sous-comité des crédits pour le commerce, la justice et la science, a déclaré que les coupes préventives de la NASA contournaient les souhaits des législateurs.

« La NASA a en quelque sorte décidé unilatéralement d'assumer le pire des cas avec le chiffre du Sénat, et elle a également décidé de reprogrammer efficacement les budgets et de réduire efficacement le MSR au point qu'il ne puisse plus être mis en œuvre à court terme », dit García.

Préférences du Sénat

Initialement, les sénateurs chargés du projet de loi sur le commerce, la justice et la science ont ordonné à la NASA d'annuler le programme si elle estimait qu'elle ne serait pas en mesure d'atteindre l'objectif de 5,3 milliards de dollars. Lors d'une réunion du comité en juillet, un peu plus de deux mois avant sa mort, Feinstein a amendé une première version du rapport du comité pour donner à la NASA la possibilité de réduire ou de retravailler le programme plutôt que de simplement l'annuler.

Si la NASA choisit d'interrompre la mission sur Mars, les bailleurs de fonds du Sénat dirigeront la majeure partie du financement vers la première priorité publique de l'agence, la mission Artemis.

L’action transférerait 235 millions de dollars du crédit annulé pour Mars – si tel est le cas – à Artemis, suffisamment pour répondre à la demande budgétaire de la Maison Blanche. Shaheen a déclaré qu'Artemis, qui pourrait envoyer la première femme sur la Lune, est « en tête » de la liste des priorités du Sénat pour la NASA.

Sur les fonds restants pour Mars, 30 millions de dollars chacun seront alloués à la mission Dragonfly visant à étudier Titan, la lune de Saturne, et à ce que l'on appelle la mission Geospace Constellation Dynamics. Cette dernière, l'étude de la haute atmosphère terrestre, serait suspendue dans le cadre du budget de Biden, le financement étant redirigé vers le programme Mars.

Le projet de loi du Sénat financerait en fait entièrement la demande libellule de l’administration. Il ajoutera 35 millions de dollars à la demande visant à poursuivre l'étude de l'atmosphère, dans le cadre d'un effort plus large visant à renforcer le budget héliophysique de la NASA, qui recevra plus que la demande de la Maison Blanche.

Les deux programmes ont été cités dans une lettre des délégations du Maryland et de Virginie, qui demandaient davantage au programme Dragonfly que ce que le projet de loi du Sénat pouvait offrir. Goddard est partenaire de la mission Saturn avec le laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins à Laurel, dans le Maryland, et le centre de recherche Langley de la NASA à Hampton, en Virginie.

Bien que les législateurs de Virginie et du Maryland aient approuvé la proposition du Sénat de réduire la production de Mars, ils s'opposent à tout transfert de fonds vers Artemis, affirmant que l'argent devrait être réaffecté au sein des programmes scientifiques de la NASA.

Prochaines étapes

Les législateurs californiens ont soutenu dans leur lettre à Young que la NASA devrait développer un programme Mars retravaillé, plus simple et moins coûteux, plutôt que de l'annuler.

Chu a déclaré qu'elle pensait que le programme pouvait se poursuivre avec 650 millions de dollars au cours de l'exercice en cours et de nouveau l'année prochaine, conformément à ce qui avait été alloué il y a deux ans. Un compromis dans ce sens permettrait au programme « d'avancer, peut-être avec moins d'argent, mais il permettrait à ce projet de survivre », a-t-elle déclaré.

Pendant ce temps, Garcia a déclaré que la NASA devait commencer à informer le Congrès de ses projets de restructuration du programme, alors que les spécialistes se préparent à conclure des accords sur les dépenses de l'exercice 2024.

« Les inquiétudes des sénateurs ne sont pas sans fondement », a-t-il déclaré. « Mais la priorité de la mission est toujours là, donc quand les choses deviennent plus difficiles ou que les choses changent, il ne faut pas abandonner. »

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La « Main de Dieu » capturée par un télescope chilien offre un aperçu de la majesté cosmique

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La « Main de Dieu » capturée par un télescope chilien offre un aperçu de la majesté cosmique

Le handball fantomatique de Dieu capturé par la caméra à énergie sombre (DECam) | Image : CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA

Dans leur quête incessante pour percer les mystères de l’univers, les astronomes ont réalisé une nouvelle avancée majeure avec une découverte étonnante réalisée par un nouveau télescope au Chili. La dernière merveille de l’exploration cosmique se présente sous la forme d’une image si captivante qu’elle a été surnommée la « Main de Dieu ». Ce spectacle céleste, officiellement connu sous le nom de CG 4, est une boule cométaire située à environ 1 300 années-lumière dans la constellation de Puppis.

La caméra à énergie sombre (DECam), montée sur le Victor M. Le Blanco de 4 mètres de diamètre de l’Observatoire interaméricain de Cerro Tololo est l’instrument responsable de cette capture remarquable. L’image révèle une structure inquiétante, éthérée, semblable à une main, s’étendant à travers la Voie lactée, ses « doigts » composés de nuages ​​denses de gaz et de poussière.

Les globules comètes comme CG 4 sont des phénomènes astronomiques intéressants caractérisés par des nuages ​​denses et isolés entourés de matière chaude et ionisée. Malgré leur nom, ces structures n’ont rien à voir avec les comètes, mais tirent leur surnom de leur apparence comète, contenant souvent un excès de matière ressemblant à la queue d’une comète. La queue de CG 4 s’étend sur environ huit années-lumière, tandis que la main elle-même mesure 1,5 années-lumière.

Les mécanismes de formation des globules cométaires restent un sujet de débat scientifique, avec des hypothèses allant des effets sculpteurs des vents stellaires à l’influence des explosions de supernova. Les images comme celles capturées par DECam jouent un rôle central dans l’élucidation des processus derrière ces formations mystérieuses, aidant ainsi les astronomes dans leur quête de compréhension.

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Les capacités uniques de DECam le rendent exceptionnellement bien adapté à l’observation d’objets célestes faibles. Équipé d’un filtre alpha à hydrogène, il peut imager l’hydrogène ionisé, pénétrant dans la poussière cosmique qui obscurcit souvent de minuscules formations telles que les globules cométaires. Les images qui en résultent présentent non seulement un intérêt scientifique, mais possèdent également une beauté captivante qui enflamme l’imagination.

La « Main de Dieu » immortalisée par DECam n’est pas seulement un spectacle visuel mais aussi une région d’une grande importance pour l’activité stellaire. La tête sphérique de la comète, éclairée par la lumière d’une étoile proche, révèle des détails complexes sur sa structure et sa composition. Pendant ce temps, sa queue allongée fait partie de la Grande Nébuleuse, une nébuleuse en émission située à environ 1 400 années-lumière.

La nébuleuse de la gomme, où se trouve la main de Dieu, est une vaste étendue de régions de formation d’étoiles. On pense que cette nébuleuse, qui s’étend selon un angle de 35 degrés, est le vestige d’une ancienne explosion de supernova et continue de s’étendre et de se développer sur des millions d’années.

L’image « Main de Dieu » capturée par DECam sert de passerelle vers la dynamique en cours au sein de la nébuleuse de la Gomme. Les données collectées à partir de ces images contribuent de manière significative à notre compréhension des processus de formation des étoiles et de la dynamique complexe des environnements nébulaires, améliorant ainsi l’exploration de l’univers par l’humanité.

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Des vortex électroniques ont été découverts dans le graphène

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Des vortex électroniques ont été découverts dans le graphène

Des chercheurs de l’ETH Zurich ont montré pour la première fois comment les électrons forment des tourbillons dans un matériau à température ambiante. Leur expérience a utilisé un microscope à détection quantique à extrêmement haute résolution.

Lorsqu’un conducteur électrique ordinaire – tel qu’un fil métallique – est connecté à une batterie, les électrons du conducteur sont accélérés par le champ électrique généré par la batterie. Lorsqu’ils se déplacent, les électrons entrent fréquemment en collision avec des atomes d’impuretés ou des lacunes dans le réseau cristallin du fil, convertissant une partie de leur énergie cinétique en vibrations du réseau. L’énergie perdue au cours de ce processus se transforme en chaleur qui peut être ressentie, par exemple, en touchant une ampoule à incandescence.

Alors que les collisions avec les impuretés du réseau se produisent fréquemment, les collisions entre électrons sont beaucoup plus rares. Cependant, la situation change lorsque le graphène, une seule couche d’atomes de carbone disposés dans un réseau en nid d’abeilles, est utilisé à la place d’un fil de fer ou de cuivre ordinaire. Dans le graphène, les collisions d’impuretés sont rares et les collisions entre électrons jouent le rôle principal. Dans ce cas, les électrons se comportent comme un fluide visqueux. Par conséquent, des phénomènes d’écoulement bien connus, tels que des tourbillons, devraient se produire dans la couche de graphène.

Microscope à détection quantique haute sensibilité

Les vortex se sont formés en petits disques circulaires, que Degen et ses collègues ont attachés pendant le processus de fabrication à un ruban de graphène conducteur d’à peine un micromètre de large. Les disques avaient différents diamètres allant de 1,2 à 3 µm. Les calculs théoriques indiquent que des vortex électroniques devraient se former dans les disques plus petits, mais pas dans les disques plus grands.

Pour rendre les vortex visibles, les chercheurs ont mesuré de petits champs magnétiques produits par les électrons circulant dans le graphène. À cette fin, ils ont utilisé un capteur de champ magnétique quantique constitué d’un centre dit de lacune d’azote (NV) intégré dans la pointe d’une aiguille en diamant. Étant un défaut atomique, le centre NV se comporte comme un objet quantique dont les niveaux d’énergie dépendent d’un champ magnétique externe. À l’aide de faisceaux laser et d’impulsions micro-ondes, les états quantiques du centre peuvent être préparés de manière à être le plus sensible possible aux champs magnétiques. En lisant les états quantiques avec un laser, les chercheurs ont pu déterminer très précisément l’intensité de ces champs.

« Grâce aux petites dimensions de l’aiguille en diamant et à la faible distance de la couche de graphène – environ 70 nanomètres seulement – ​​nous avons pu rendre visibles les courants électroniques avec une résolution inférieure à une centaine de nanomètres », explique Marius Palm, ancien chercheur. scientifique. Doctorant chez Degen Group. Cette résolution est suffisante pour voir les tourbillons.

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Sens d’écoulement inversé

Dans leurs mesures, les chercheurs ont remarqué un signe distinctif des tourbillons attendus dans les disques plus petits : une inversion de la direction du flux. Alors que dans le transport normal (diffus) des électrons, les électrons dans la bande et le disque circulent dans la même direction, dans le cas d’un vortex, le sens du flux à l’intérieur du disque est inversé. Comme le prédisaient les calculs, aucun tourbillon n’a pu être observé dans les disques les plus grands.

« Grâce à notre capteur très sensible et à notre haute résolution spatiale, nous n’avons même pas eu besoin de refroidir le graphène et avons pu réaliser des expériences à température ambiante », explique Palm. De plus, lui et ses collègues ont découvert non seulement des vortex électroniques, mais également des vortex formés par des porteurs de trous. En appliquant une tension sous le graphène, ils ont modifié le nombre d’électrons libres de telle manière que le flux de courant n’était plus transporté par les électrons, mais par les électrons manquants, également appelés trous. Ce n’est qu’au point de neutralité de charge, où se trouve une petite concentration équilibrée d’électrons et de trous, que les vortex ont complètement disparu.

« À l’heure actuelle, la détection des vortex électroniques constitue une recherche fondamentale, et de nombreuses questions restent encore en suspens », explique Palm. Par exemple, les chercheurs doivent encore savoir comment les collisions d’électrons avec les limites du graphène affectent le modèle d’écoulement et quels effets se produisent dans les structures plus petites. La nouvelle méthode de détection utilisée par les chercheurs de l’ETH permet également d’examiner de plus près de nombreux autres effets exotiques de transfert d’électrons dans des structures microscopiques – des phénomènes qui se produisent à des échelles de longueur allant de plusieurs dizaines de nanomètres à quelques micromètres.

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La recherche sur la structure des centromères donne de nouvelles informations sur les mécanismes des erreurs de ségrégation chromosomique

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Des chercheurs du groupe COPS, en collaboration avec des chercheurs de l’Université d’Édimbourg, ont fait une nouvelle découverte surprenante dans la structure du centromère, la structure impliquée pour garantir que les chromosomes se séparent correctement lorsqu’une cellule se divise. Des erreurs dans la ségrégation des chromosomes peuvent entraîner la mort cellulaire et le développement d’un cancer. Les chercheurs ont découvert que le centromère se compose de deux sous-domaines. Cette découverte fondamentale a des implications importantes pour le processus de ségrégation des chromosomes et fournit de nouveaux mécanismes sous-jacents aux divisions défectueuses des cellules cancéreuses. La recherche a été publiée dans cellule Le 13 maioui 2024.

Notre corps est constitué de milliards de cellules, dont la plupart ont une durée de vie limitée et doivent donc se reproduire pour remplacer les vieilles cellules. Ce processus de reproduction est appelé division cellulaire ou mitose. Lors de la mitose, la cellule mère duplique ses chromosomes afin de transmettre le matériel génétique aux cellules filles. Les paires de chromosomes identiques qui en résultent, les chromatides sœurs, sont maintenues ensemble par une structure appelée centromère. Les chromatides sœurs doivent ensuite être divisées à parts égales entre les deux cellules filles pour garantir que chaque cellule fille est une copie exacte de la cellule mère. Si des erreurs se produisent lors de la ségrégation, une cellule fille aura trop de chromosomes, tandis que l’autre en aura trop peu. Cela peut conduire à la mort cellulaire ou au développement d’un cancer.

Le rôle du centromère

Le centromère est une partie du chromosome qui joue un rôle essentiel dans la ségrégation des chromosomes pendant la mitose. Le processus de division des chromatides sœurs sur les cellules est dirigé par l’interaction entre les centromères et les structures appelées microtubules du fuseau. Ces microtubules fusiformes sont responsables du désassemblage des chromatides et ainsi de la séparation des chromatides sœurs. « Si l’attachement du centromère aux microtubules du fuseau ne se produit pas correctement, cela conduit à des erreurs de ségrégation chromosomique fréquemment observées dans le cancer », explique Carlos Sacristan Lopez, premier auteur de cette étude. Comprendre la structure des centromères peut contribuer à mieux comprendre la fonction des centromères et son rôle dans la mauvaise ségrégation des chromosomes.

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grève

Pour étudier la structure du centromère, les chercheurs ont utilisé une combinaison de techniques d’imagerie et de séquençage. L’imagerie par microscopie à super-résolution a été réalisée à l’Institut Hubrecht, tandis que le groupe de Bill Earnshaw effectuait le séquençage. Cette collaboration a conduit à une nouvelle découverte surprenante dans la structure du centromère. On pensait auparavant qu’il s’agissait d’une structure compacte attachée à des microtubules multi-fuseaux, mais il s’est avéré que le centromère était constitué de deux sous-domaines. « C’était une découverte très surprenante, car les sous-domaines lient les microtubules indépendamment les uns des autres », explique Carlos. Cependant, pour former les bonnes associations, ils doivent rester étroitement liés. Cependant, dans les cellules cancéreuses, on observe souvent que les sous-domaines ne sont pas associés, conduisant à de fausses associations et à des erreurs de ségrégation chromosomique.

Cette découverte passionnante et très fondamentale contribue à notre compréhension de l’origine des erreurs de ségrégation chromosomique qui apparaissent fréquemment dans le cancer.

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