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Des mesures quotidiennes sans précédent retracent la rotation de la Terre
Les chercheurs ont réalisé une percée dans la mesure de la rotation de la Terre avec une précision sans précédent à l’aide d’un laser annulaire avancé à l’observatoire géodésique de Wetzel. Cette technologie améliorée permet de capturer des données quotidiennes de haute qualité, essentielles pour déterminer la position de la Terre dans l’espace et améliorer la recherche et les modèles climatiques. (Illustration d’artiste montrant l’utilisation de lasers pour mesurer la rotation de la Terre.)
Des scientifiques de l’Université technique de Munich (TUM) ont réalisé des progrès majeurs dans la mesure de la rotation de la Terre avec une précision sans précédent. Le laser annulaire de l’observatoire géodésique de Wettzell peut désormais être utilisé pour capturer des données d’un niveau de qualité sans précédent partout dans le monde. Ces mesures sont cruciales pour déterminer la position de la Terre dans l’espace, faciliter la recherche climatique et améliorer la fiabilité des modèles climatiques.
Technologie avancée de laser annulaire
Souhaitez-vous descendre rapidement les escaliers et voir à quelle vitesse la Terre a tourné au cours des dernières heures ? C’est désormais possible à l’Observatoire géodésique de Wettzell. Les chercheurs de TUM y ont amélioré le laser annulaire afin qu’il puisse fournir des données actuelles quotidiennes, ce qui n’était pas encore possible avec des niveaux de qualité comparables.
Que mesure exactement un laser annulaire ? Au cours de son voyage dans l’espace, la Terre tourne autour de son axe à des vitesses légèrement variables. De plus, l’axe autour duquel tourne la planète n’est pas complètement fixe, il oscille légèrement. En effet, notre planète n’est pas complètement solide, mais est composée de différentes parties, certaines solides et d’autres liquides. L’intérieur de la Terre lui-même est donc constamment en mouvement. Ces changements de masse accélèrent ou ralentissent la rotation de la planète, différences qui peuvent être détectées à l’aide de systèmes de mesure comme le laser annulaire TUM.
Le laser annulaire de Wettzell a été continuellement amélioré depuis sa création. Crédit : Astrid Eckert/Tom
« Les fluctuations de la circulation ne sont pas seulement importantes pour l’astronomie, nous en avons également un besoin urgent pour créer des modèles climatiques précis et mieux comprendre les phénomènes météorologiques tels qu’El Niño. Plus les données sont précises, plus elles le seront », déclare le professeur Ulrich Schreiber. , qui a dirigé le projet à l’Observatoire TUM. La précision des prévisions a augmenté.
Améliorations et défis techniques
Lors de la réparation du système laser en anneau, l’équipe a donné la priorité à la recherche d’un bon équilibre entre taille et stabilité mécanique, car plus cet appareil est grand, plus les mesures peuvent être sensibles. Cependant, la taille implique des compromis en termes de stabilité et donc de précision.
Un autre défi était la symétrie entre les deux faisceaux laser opposés, qui constitue le cœur du système de Wetzel. Une mesure précise ne peut être effectuée que lorsque les formes d’onde des deux faisceaux laser à propagation inverse sont presque identiques. Cependant, la conception du dispositif fait qu’une certaine asymétrie est toujours présente. Au cours des quatre dernières années, les scientifiques en géodésie ont utilisé un modèle théorique d’oscillations laser pour capturer avec succès ces effets systématiques, au point qu’ils peuvent être calculés avec précision sur une longue période de temps et ainsi être éliminés des mesures.
Précision et applications améliorées
L’appareil peut utiliser ce nouvel algorithme correctif pour mesurer la rotation de la Terre avec une précision allant jusqu’à 9 décimales, soit l’équivalent d’une fraction de milliseconde par jour. Pour les lasers, cela équivaut à une incertitude commençant à la 20e décimale seulement de la fréquence lumineuse et stable pendant plusieurs mois. En général, les fluctuations ascendantes et descendantes observées ont atteint des valeurs allant jusqu’à 6 ms sur une période d’environ 2 semaines.
Les améliorations apportées aux lasers ont désormais rendu les intervalles de mesure beaucoup plus courts. Un logiciel de correctifs nouvellement développé permet à l’équipe de capturer les données actuelles toutes les trois heures. « Dans les sciences de la Terre, des niveaux de résolution temporelle aussi élevés sont complètement nouveaux pour les lasers annulaires autonomes », explique Urs Hugentobler, professeur de géodésie satellitaire à la TUM. « Contrairement à d’autres systèmes, le laser fonctionne de manière totalement autonome et ne nécessite pas de points de référence dans Dans les systèmes conventionnels, « ces points de référence sont créés en observant les étoiles ou en utilisant des données satellitaires. Mais nous sommes indépendants de ce genre de choses et très précis également. Les données capturées indépendamment de l’observation des étoiles peuvent aider à identifier et à compenser les erreurs systématiques dans d’autres méthodes de mesure. » L’utilisation de diverses méthodes contribue à rendre le travail particulièrement précis, en particulier lorsque Précision Les exigences sont élevées, comme pour les lasers annulaires. D’autres améliorations du système sont prévues, ce qui permettra à l’avenir de réduire les périodes de mesure.
Comprendre les lasers annulaires
Les lasers annulaires sont constitués d’un trajet de faisceau carré fermé avec quatre miroirs entièrement entourés d’un corps en vitrocéramique de type Ceran, appelé résonateur. Cela empêche la longueur du trajet de changer en raison des fluctuations de température. Le mélange gazeux hélium/néon à l’intérieur du résonateur permet d’exciter deux faisceaux laser, l’un dans le sens des aiguilles d’une montre et l’autre dans le sens inverse des aiguilles d’une montre.
Sans le mouvement de la Terre, la lumière parcourrait la même distance dans les deux sens. Mais comme l’appareil se déplace avec la Terre, la distance d’un des faisceaux laser est plus courte, car la rotation de la Terre rapproche les miroirs du faisceau. Dans la direction opposée, la lumière parcourt une distance similaire et plus longue. Cet effet crée une différence dans les fréquences des deux ondes lumineuses dont la superposition génère une tonalité rythmique mesurable de manière très précise. Plus la Terre tourne vite, plus la différence entre les deux fréquences optiques est grande. À l’équateur, la Terre tourne selon un angle de 15 degrés vers l’est toutes les heures. Cela crée un signal de 348,5 Hz dans le TUM. Les fluctuations de la durée du jour apparaissent de l’ordre de 1 à 3 millionièmes de hertz (1 à 3 microHz).
Infrastructure robuste et précise
Chaque côté de l’anneau laser situé dans le sous-sol de l’observatoire de Wettzell mesure quatre mètres de long. Cette structure est ensuite installée sur une solide colonne de béton reposant sur la base solide de la croûte terrestre à une profondeur d’environ six mètres. Cela garantit que la rotation de la Terre est le seul facteur affectant les faisceaux laser et exclut les autres facteurs environnementaux. La construction est protégée par une chambre sous pression qui compense automatiquement les changements de pression de l’air ou de température requise de 12°C. Afin de réduire ces facteurs d’influence, le laboratoire est situé à cinq mètres de profondeur sous une colline artificielle. Il a fallu près de 20 ans de travaux de recherche pour développer le système de mesure.
Référence : « Modifications de la vitesse de rotation de la Terre mesurées par un interféromètre laser en anneau » par K. Ulrich Schreiber, Jan Coudet, Urs Hugentobler, Thomas Klügel et John Paul R. Pays de Galles, 18 septembre 2023, Photonique naturelle.
est ce que je: 10.1038/s41566-023-01286-x
« Spécialiste de la télévision sans vergogne. Pionnier des zombies inconditionnels. Résolveur de problèmes d’une humilité exaspérante. »
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.
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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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