science
Des ingénieurs conçoivent des planeurs sans moteur pour explorer Mars
(Nouvelles de Nanwerk) Huit engins spatiaux actifs, dont trois exploités par la NASA, orbitent autour de Mars, collectant des images de la surface de la planète à une résolution d’environ un pied par pixel. Trois Earth Rovers traversent pour cartographier de petites zones de la planète avec une plus grande précision. Mais ce qui se trouve à des centaines de kilomètres entre les rovers et l’orbite – y compris les processus climatiques atmosphériques et les caractéristiques géologiques telles que les volcans et les vallées – est souvent d’un grand intérêt pour les scientifiques planétaires.
« Vous avez cette pièce vraiment importante et cruciale dans cette couche limite planétaire, comme dans les premiers kilomètres au-dessus de la surface de la Terre », a déclaré Alexander Kling, chercheur au Mars Climate Modeling Center de la NASA. « C’est là que se produisent tous les échanges entre la surface et l’atmosphère. C’est là que les poussières sont capturées et envoyées dans l’atmosphère, où les gaz traces se mélangent, où la modulation du vent à grande échelle se produit par les écoulements des vallées de montagne. Et nous ne Je n’ai pas beaucoup de données sur ce sujet « .
Kling s’associe à une équipe d’ingénieurs de l’Université de l’Arizona visant à combler ce manque de données en concevant un planeur sans moteur qui peut survoler la surface de Mars pendant des jours à la fois, en utilisant uniquement l’énergie éolienne pour la propulsion. Les planeurs seront équipés de capteurs de vol, de température et de gaz ainsi que de caméras, et chacun ne pèse que 11 livres.
L’équipe a détaillé sa proposition dans un article publié dans la revue Cosmos (« Explorer Mars avec des planeurs »).
Vol d’albatros
Un voyage sur Mars est un défi en raison de la faible atmosphère de la planète, et ce n’est pas la première équipe qui tente de le relever. Notamment, l’innovation de la NASA est un hélicoptère de 4 livres qui a atterri à Jezero Crater sur Mars en 2021. Avec une technologie de vol miniature et un système rotatif d’environ 4 pieds de haut, c’est le premier appareil à tester le vol contrôlé motorisé sur une autre planète. Mais la voiture à énergie solaire ne peut voler que trois minutes à la fois, atteignant une hauteur de seulement 12 mètres, soit environ 39 pieds.
« Toutes ces autres technologies étaient très limitées par la puissance », a déclaré le premier auteur de l’article, Adrian Buskila, étudiant au doctorat en génie aérospatial au Small Air Vehicle Laboratory du professeur Sergei Shkaraev à l’Université de l’Arizona. « Ce que nous proposons, c’est simplement d’utiliser l’énergie sur place. C’est une sorte de saut en avant dans les méthodes d’extension de mission. Parce que la question clé est : comment volez-vous gratuitement ? Comment utilisez-vous le vent existant, la thermodynamique existante pour éviter utiliser des panneaux solaires et compter sur des batteries qu’il faut recharger ? »
Des planeurs éoliens légers et peu coûteux peuvent être la solution. Les avions, qui ont une envergure d’environ 11 pieds, utiliseront plusieurs méthodes de vol différentes, y compris le simple vol stationnaire statique lorsqu’il y a suffisamment de vent vertical. Mais ils peuvent aussi utiliser une technologie appelée vol stationnaire dynamique, qui, comme un albatros en vol long, profite de la vitesse du vent souvent horizontale augmentant avec l’altitude — un phénomène particulièrement fréquent sur Mars.
L’élévation dynamique ressemble à celle que les skieurs en forme de S utilisent pour contrôler leur descente de la montagne. Cependant, chaque fois que le planeur change de direction, il commence également à changer d’altitude – et au lieu de ralentir le planeur, la manœuvre l’aide à augmenter sa vitesse.
Les avions volent légèrement vers le haut dans la direction d’un vent lent à basse altitude. Lorsqu’ils atteignent la vitesse du vent élevée, ils pivotent de 180 degrés et permettent au vent à grande vitesse de les diriger vers l’avant avec un léger angle d’atterrissage. Lorsqu’ils commencent à manquer d’énergie à cause du vent à grande vitesse, ils répètent le processus en progressant.
Grâce à cette manœuvre astucieuse, les planeurs peuvent continuellement récolter l’énergie de l’atmosphère, volant pendant des heures, voire des jours à la fois. C’est gratuit.
« C’est quelque chose qu’il faut voir pour croire », a déclaré le co-auteur de l’article, Jekan Thanga, professeur adjoint d’ingénierie aéronautique et mécanique à l’UArizona.
Les rovers actuels ont principalement capturé des images des plaines sablonneuses et plates de Mars – les seules zones où le rover peut atterrir en toute sécurité. Mais les planeurs pourront explorer de nouvelles zones en profitant de la façon dont les modèles de vent changent autour des formations géologiques telles que les canyons et les volcans.
« Avec cette plate-forme, vous pouvez voler et vous rendre dans ces endroits vraiment cool et vraiment intéressants », a déclaré Kling.
Les bonnes choses viennent en petits paquets
L’équipe propose d’envoyer des planeurs sur Mars comme charge utile secondaire dans le cadre d’une mission plus vaste. Tanga étudie comment déployer des planeurs depuis un vaisseau spatial dans l’atmosphère. À bord du vaisseau spatial, les planeurs seront enfermés dans des CubeSats, des satellites miniatures pas plus gros qu’un annuaire téléphonique. Une fois les CubeSats lancés et les avions lancés, les avions s’ouvriront, comme des origamis, ou se gonfleront, comme des flotteurs de piscine high-tech, et se solidifieront à leur taille maximale.
L’équipe explore également la possibilité d’un dirigeable ou d’un dirigeable transportant des planeurs dans l’atmosphère. Cela ralentira l’atterrissage des planeurs et leur permettra de décoller lorsque les conditions de vent sont idéales ou lorsque vous vous approchez d’une zone de grand intérêt. Les planeurs peuvent reconstituer un ballon ou un dirigeable après le vol et continuer à accomplir plusieurs missions.
Le voyage se termine, la mission continue
Après avoir atterri sur Mars, les avions continueront de transmettre des informations sur l’atmosphère au vaisseau spatial, devenant essentiellement des stations météorologiques. Les météorologues peuvent prédire le temps sur Terre avec une précision relative, en partie parce qu’il existe des stations météorologiques partout sur notre planète qui forment un réseau d’informations, et toutes les données qu’ils collectent sont constamment introduites dans des modèles prédictifs. Par conséquent, chaque planeur sur Mars qui a cessé de voler – qu’il ait terminé son exploration comme prévu ou que quelque chose se soit mal passé – pourrait devenir un autre nœud très important de ce réseau.
« Si notre puissance de vol s’épuise, ou si les capteurs inertiels échouent soudainement pour une raison quelconque, nous nous attendons à garder la science », a déclaré Buskila. « Du point de vue de la science planétaire, la mission continue. »
L’équipe a effectué une modélisation mathématique approfondie des schémas de vol des planeurs sur la base des données climatiques de Mars. Il reste encore des recherches à faire concernant les trajectoires de vol, les systèmes d’amarrage potentiels, etc. Mais cet été, ils testeront des avions expérimentaux à 15 000 pieds au-dessus du niveau de la mer, où l’atmosphère terrestre est plus fine et les conditions de vol plus proches de celles de Mars.
« Nous pouvons utiliser la Terre comme laboratoire pour étudier le vol sur Mars », a déclaré Shkaraev.
L’équipe espère finalement que la NASA financera la mission et lui permettra de « rouler » sur la mission Mars à grande échelle déjà en cours de développement. Kling a déclaré que la nature peu coûteuse de l’effort de planeur signifie qu’il peut être rentable relativement rapidement, peut-être en années plutôt qu’en décennies nécessaires pour une mission à grande échelle.
29 août 2024
Le chef du commandement spatial américain espère que la prochaine fois que la Chine lancera un missile laissant derrière elle des débris spatiaux de longue durée, Pékin avertira Washington à l’avance, plutôt que de laisser les États-Unis découvrir par eux-mêmes le chaos orbital.
Parlez dans L’efficacité du Mitchell Institute for Aerospace Studies Lors d’une réunion à la base spatiale Peterson, au Colorado, le 28 août, le général Stephen N. Whiting a souligné deux incidents récents impliquant des débris spatiaux chinois comme étant une source de préoccupation et la nécessité d’améliorer la communication à l’avenir.
« Nous venons de voir le lancement de leur version de Constellation du soleil « Cela a laissé plus de 300 débris en orbite – une fusée Longue Marche 6A », a déclaré Whiting. « Il y a moins de deux ans, ils avaient une autre fusée, qui a mis plus de 500 débris à longue durée de vie… J’espère que la prochaine fois. que « Dans un missile comme celui-ci, il laisse beaucoup de débris. Ce ne sont pas nos capteurs qui détectent cela en premier, mais nous obtenons des communications qui nous aident à comprendre cela, tout comme nous communiquons avec les autres. »
L’incident le plus récent impliquant une fusée Longue Marche 6A s’est produit au début du mois, lorsque le lanceur transportait les 18 premiers satellites d’une constellation de communications prévue pour rivaliser avec Starlink. La fusée s’est brisée en orbite terrestre basse (LEO) quelques jours plus tard, répandant des débris et suscitant des inquiétudes parmi les experts. La société privée de suivi spatial a rapporté que la désintégration pourrait produire plus de 10… 900 épaves shrapnel.
Whiting a noté que les débris provenaient de l’étage supérieur de la fusée après le lancement des satellites, indiquant que la mission était « généralement réussie ». Cependant, à des altitudes plus élevées, les débris resteront en orbite plus longtemps.
« Nous ne voulons certainement pas voir ce genre de débris », a ajouté Whiting.
Les débris se trouvent généralement sur des orbites inférieures à 600 km (373 miles). Il revient sur Terre après quelques annéesÀ une altitude de 800 km, sa décomposition peut prendre des siècles. Avec de plus en plus de satellites en orbite terrestre basse et des débris persistants provenant de lancements peu judicieux, La probabilité de collisions continue d’augmenter.
Selon le général à la retraite Kevin Shelton, directeur du Centre d’excellence sur l’énergie spatiale du Mitchell Institute, les États-Unis ont déjà eu des problèmes similaires avec des débris à haute altitude, mais ont commencé à évacuer le carburant et les gaz des étages de fusée avant d’entrer en orbite. Cette pratique réduisait les débris et le risque de désintégration, et la Russie l’adopta peu après. Whiting a déclaré qu’on ne savait pas actuellement si la Chine utilisait cette méthode.
« Depuis des décennies, les États-Unis s’intéressent tellement à l’espace que nous avons mis la grande majorité de nos données de suivi à la disposition du monde entier », a déclaré Whiting. « Chaque jour, nous analysons tous les satellites actifs à la recherche de tous ces débris, et nous en informons tout le monde, y compris les Chinois et les Russes… parce que nous ne voulons pas que les satellites heurtent des débris et laissent derrière eux d’autres débris. »
Le développement rapide des capacités spatiales et l’augmentation significative des déploiements de satellites par la Chine et la Russie restent une préoccupation majeure quant à la manière dont les États-Unis abordent le domaine spatial. Chef adjoint des opérations spatiales, le général Michael A. Gotlin a souligné que les récentes mesures prises par ces pays prouvent leur intention d’opérer de manière dangereuse dans ce domaine.
« Ils créent beaucoup de débris et d’orbites que nous devons contourner, ou ils mettent en danger des choses comme la Station spatiale internationale », a déclaré Gotlin lors du Sommet AFCEA/INSA sur le renseignement et la sécurité nationale à Rockville, Maryland, le 28 août. Il a ajouté : « Ils ne se soucient même pas de la sécurité des astronautes. Si ce n’est pas dangereux et non professionnel, je ne sais pas ce que c’est. »
En novembre 2021, la Russie a procédé à un test de missile antisatellite, aboutissant à la création d’un Grande quantité de débris En orbite terrestre basse, ce qui présente un danger pour la Station spatiale internationale et incite l’équipage à prendre des mesures de précaution. En outre, Moscou a également été témoin Une série de fuites de liquide de refroidissement Ces dernières années, la Chine a lancé son propre vaisseau spatial. Même s’il n’y a pas de négociations prévues avec la Russie sur le développement spatial, les espoirs sont grands d’une communication plus active avec Pékin sur les alertes spatiales.
« Nous donnons ces avis aux Chinois, et au cours de l’année dernière, nous avons vu à plusieurs reprises qu’ils nous ont donné quelques avis en retour, et je pense que c’est une chose positive. Nous n’avons aucune discussion. prévu avec la Russie », a déclaré Whiting.
science
À la recherche de pierres précieuses : caractérisation de six planètes géantes en orbite autour de naines froides
Données d’imagerie à contraste élevé pour toutes les cibles. Dans chaque panneau, nous montrons la limite de contraste de 5σ atteinte en fonction de la séparation angulaire de l’étoile hôte pour chaque ensemble de données à contraste élevé. Nous traçons également des cachets postaux de 1,4″ × 1,4″ d’images NESSI reconstruites en bande z (encadré à droite dans chaque panneau) pour toutes les cibles et des images AO (encarts à gauche) pour TOI-5414, TOI-5616, TOI-5634A et TOI-6034. — astro-ph.EP
Les exoplanètes géantes transitant autour d’étoiles naines de type M (GEMS) sont rares, en raison de la faible masse de leurs étoiles hôtes. Cependant, la couverture de l’ensemble du ciel par TESS a permis d’en détecter un nombre croissant pour permettre des enquêtes statistiques telles que le GEMS Search Survey.
Dans le cadre de cet effort, nous décrivons les observations de six planètes géantes en transit, qui incluent des mesures de masse précises pour deux GEMS (K2-419Ab, TOI-6034b) et une validation statistique de quatre systèmes, qui incluent une vérification et des limites de masse supérieures pour trois d’entre elles. (TOI-5218b, TOI-6034b). 5616b, TOI-5634Ab), tandis que le quatrième système – TOI-5414b – est classé comme « planète potentielle ».
Nos observations incluent les vitesses radiales du Habitable Zone Planet Finder sur le télescope Hobby-Eberly et de l’observatoire Maroon-X sur Gemini-North, ainsi que la photométrie et l’imagerie à contraste élevé provenant de plusieurs installations au sol. En plus de la photométrie TESS, K2-419Ab a également été observé et validé statistiquement dans le cadre de la mission K2 au cours des campagnes 5 et 18, qui fournit des contraintes orbitales et planétaires précises malgré la faible luminosité de l’étoile hôte et la longue période orbitale d’environ 20,4 jours.
Avec une température d’équilibre de seulement 380 K, K2-419Ab est l’une des planètes en transit les plus froides et les mieux caractérisées connues. TOI-6034 a un compagnon tardif de type F à environ 40 secondes d’arc, ce qui en fait la première étoile hôte GEMS à avoir un ancien compagnon binaire sur la séquence principale. Ces confirmations s’ajoutent au petit échantillon existant de planètes en transit GEMS confirmées.
Shubham Kanodia, Arvind F. Gupta, Caleb I. Canas, Lea Marta Bernabo, Varghese Reggie, T. Hahn, Madison Brady, Andreas Seyfart, William D. Cochrane, Nydia Morrell, Ritvik Basant, Jacob Bean et Chad F. Bender, Zoé L. De Bors, Alison Perella, Alexina Birkholz, Nina Brown, Franklin Chapman, David R. Ciardi, Catherine A. Clark, Ethan J. Cotter, Scott A. Diddams, Samuel Halverson, Susan Hawley, Leslie Hebb, Ray Holcomb, Steve B. Howell, Henry A. Kobolnicki, Adam F. Kowalski, Alexander Larsen, Jessica Libby Roberts, Andrea S. J. Lin, Michael B. Lund, Raphael Locke, Andrew Munson, Joe B. Ninan, Brooke A. Parker, Nishka Patel, Michael Rudrak, Gabrielle Ross, Arpita Roy, Christian Schwab, Jomundur Stefansson, Aubrey Thoms, Andrew Vanderberg
Commentaires : Accepté dans AJ
Sujets : Astrophysique terrestre et planétaire (astro-ph.EP)
Citer ce qui suit : arXiv:2408.14694 [astro-ph.EP] (ou arXiv :2408.14694v1 [astro-ph.EP] (pour cette version)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2408.14694
Concentrez-vous pour en savoir plus
Date de publication
De : Shubham Kanodia
[v1] Lundi 26 août 2024, 23:47:24 UTC (5 169 Ko)
https://arxiv.org/abs/2408.14694
Astrobiologie
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La Federal Aviation Administration des États-Unis a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX dans l’attente d’une enquête sur un rare accident d’atterrissage au large des côtes.
La Federal Aviation Administration a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX en attendant une enquête visant à déterminer pourquoi le propulseur du premier étage s’est arrêté. Collision avec un bateau de débarquement tôt mercredi après avoir contribué au lancement d’un autre lot de satellites Internet Starlink.
après Se lever Après avoir reporté mardi soir le lancement du vaisseau spatial avec équipage Polaris Dawn en raison de prévisions météorologiques à long terme défavorables, SpaceX a continué à travailler sur le premier des lancements consécutifs de satellites Starlink, un depuis la Floride et un depuis la Californie.
Mais le deuxième vol a été annulé après que le premier étage utilisé lors du lancement en Floride s’est brisé et est tombé dans l’océan Atlantique alors qu’il tentait d’atterrir sur un drone SpaceX stationné à des centaines de kilomètres au nord-est de Cap Canaveral.
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La FAA a déclaré qu’elle ordonnerait une enquête, immobilisant efficacement les fusées Falcon 9 de SpaceX – y compris la fusée Polaris Dawn – jusqu’à ce que l’enquête soit terminée et que les mesures correctives soient approuvées.
« Le retour en vol de la fusée Falcon 9 dépend de la détermination par la FAA que tout système, processus ou procédure lié à l’anomalie n’a pas d’impact sur la sécurité publique », a déclaré la FAA dans un communiqué.
« En outre, SpaceX devra peut-être demander et obtenir l’approbation de la FAA pour modifier sa licence qui inclut des actions correctives et satisfaire à toutes les autres exigences de licence », a ajouté l’agence.
Mardi soir, SpaceX a reporté un lancement prévu mercredi Mission Aube PolarisLe lancement d’un vol commercial comprenant la première sortie dans l’espace par une organisation non gouvernementale a été reporté à vendredi au plus tôt en raison des conditions météorologiques attendues à la fin de la mission. Le lancement a été suspendu indéfiniment dans l’attente d’une enquête sur l’accident à l’atterrissage.
L’échec de l’atterrissage a mis fin à une séquence de 267 récupérations consécutives réussies de boosters remontant à février 2021. Cependant, le deuxième étage de la fusée Falcon 9 a réussi à transporter 21 satellites Starlink sur leur orbite prévue.
L’atterrissage du premier étage semblait normal jusqu’au moment de l’atterrissage, lorsque plus de flammes que d’habitude sont apparues autour de la base de la fusée à l’approche du pont de la fusée. L’une des jambes d’atterrissage s’est effondrée immédiatement après l’atterrissage et la fusée d’appoint, masquée par le feu et la fumée, s’est renversée par-dessus le côté de la péniche de débarquement dans l’océan Atlantique.
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« Après une ascension réussie, le premier étage d’une fusée Falcon 9 s’est retourné après son atterrissage sur le vaisseau spatial sans pilote ‘Zero Gravity' », SpaceX Il a dit sur les réseaux sociaux« Les équipes évaluent les données de vol et l’état du missile. »
Il s’agissait du 23e premier étage de la fusée B1062, qui s’est avéré être son dernier lancement et atterrissage, un nouveau record de réutilisabilité. SpaceX autorise les premiers étages de la fusée Falcon 9 pour un maximum de 40 vols par étage.
Peu de temps après le déploiement des satellites Starlink en Floride, la société a annulé le lancement en Californie, qui était prévu à 5 h 58 HAE, pour donner aux ingénieurs plus de temps pour examiner la télémétrie et les séquences vidéo, à la recherche de tout signe de problème. affecter d’autres missiles.
« Retrait de notre deuxième lancement @Starlink la nuit pour donner à l’équipe le temps d’examiner les données d’atterrissage du booster du lancement précédent », a déclaré SpaceX. Il a dit« Une nouvelle date de lancement cible sera partagée une fois disponible. »
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