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Des planètes comme la Terre et Jupiter pourraient-elles être utilisées comme laboratoires pour aider à résoudre les mystères cosmiques ?

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Des planètes comme la Terre et Jupiter pourraient-elles être utilisées comme laboratoires pour aider à résoudre les mystères cosmiques ?

Les planètes de notre système solaire, comme la Terre et Jupiter, pourraient être utilisées pour détecter les ondes gravitationnelles et mieux comprendre les mystères cosmiques – depuis le tout début de l’univers jusqu’à la matière noire, affirment les scientifiques.

Des chercheurs de l'Institut de physique des hautes énergies de Pékin et de l'Université des sciences et technologies de Hong Kong ont déclaré que les champs magnétiques de ces planètes serviraient d'observatoire géant.

En effet, cela aidera à convertir les ondes gravitationnelles insaisissables en particules lumineuses pouvant être captées par des capteurs spécialement conçus en orbite, a écrit l'équipe dans la revue à comité de lecture Physics Review Letters le mois dernier.

Les ondes gravitationnelles pour les nuls : qu’est-ce que c’est et pourquoi les scientifiques s’en passionnent ?

Ils ont déclaré que cette approche innovante pourrait conduire à l’observation d’ondes gravitationnelles à haute fréquence, probablement produites immédiatement après le Big Bang et impossibles à détecter avec les installations au sol actuelles.

« Nous avons démontré que les planètes proches, comme la Terre et Jupiter, peuvent être utilisées comme laboratoire pour détecter les ondes gravitationnelles à haute fréquence », ont écrit les chercheurs.

Les ondes gravitationnelles sont des ondulations de l’espace-temps provoquées par les processus les plus violents de l’univers. Par exemple, la collision de deux trous noirs en rotation peut libérer une énorme quantité d’énergie gravitationnelle, qui se propage dans toutes les directions s’éloignant de la source.

Ces ondulations cosmiques se déplacent à la vitesse de la lumière et contiennent des informations clés sur leurs origines et la nature de la gravité elle-même.

Alors qu'Albert Einstein avait prédit l'existence d'ondes gravitationnelles, leur détection s'est avérée extrêmement difficile car les ondes n'interagissent pas beaucoup avec la plupart des matières. Ils sont également souvent faibles et ne perturbent l’espace-temps que d’une quantité à peine mesurable.

Le succès de LIGO a stimulé une série de projets en cours et prévus pour rechercher des signaux d'ondes gravitationnelles inférieurs à 10 000 Hz, a déclaré dimanche au Science and Technology Daily, co-auteur de l'étude, Ren Jing, de l'Institut de physique des hautes énergies.

Mais elle a déclaré que la découverte des ondes gravitationnelles à haute fréquence avait une grande valeur scientifique car elles provenaient probablement du début inconnu de l'univers. Cela inclut la fusion de trous noirs primordiaux, donnant naissance aux premières ondes gravitationnelles du monde, et contient des informations clés sur la matière noire.

Les scientifiques ont découvert des moyens d’observer indirectement les ondes gravitationnelles à haute fréquence, notamment celles basées sur ce que l’on appelle l’effet Gertsenstein inverse. Ceci décrit la conversion entre les ondes gravitationnelles et les ondes électromagnétiques en présence d'un champ magnétique externe.

Lorsque la lumière traverse un champ magnétique puissant, elle produit une onde gravitationnelle, et vice versa, selon le physicien russe Mikhaïl Gertsenstein.

Pendant longtemps, cette idée a été considérée comme peu pratique du point de vue expérimental, car le champ magnétique devrait être astronomiquement grand et très largement distribué dans l’espace.

Une équipe chinoise découvre des preuves clés de l'existence d'ondes gravitationnelles de basse fréquence

Dans leur étude, l’équipe chinoise a proposé d’utiliser la Terre et Jupiter comme aimants massifs pour l’effet Gertsenstein inverse.

Le champ magnétique terrestre résulte du mouvement du fer en fusion dans son noyau, qui forme une magnétosphère qui s'étend loin dans l'espace et protège la planète des éruptions solaires et du rayonnement cosmique.

Les chercheurs ont calculé la quantité et les fréquences possibles des particules lumineuses qui seraient produites par les ondes gravitationnelles à haute fréquence traversant les magnétosphères de la Terre et de Jupiter. Ils ont dit que les résultats étaient très encourageants.

L’équipe a également utilisé des sondes scientifiques existantes – notamment le satellite japonais d’astronomie à rayons X Suzaku et le vaisseau spatial Juno de la NASA actuellement en orbite autour de Jupiter – pour montrer qu’elles pourraient avoir effectivement capturé certaines particules lumineuses converties à partir d’ondes gravitationnelles.

« Par rapport à d'autres méthodes de détection, notre approche peut couvrir une large gamme de fréquences d'ondes gravitationnelles. Nous aurons également confiance dans la force du champ magnétique, entre autres avantages », a déclaré Liu Tao, co-auteur de l'Université des sciences de Hong Kong. La technologie a déclaré au journal.

Les chercheurs ont déclaré que l'orbite et la direction de la sonde doivent être soigneusement conçues pour améliorer les résultats de détection.

« [Our study] « Cela devrait être considéré comme un point de départ pour une exploration plus systématique des opportunités offertes par un tel laboratoire naturel », écrivent-ils.

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Simulation 2D capturant le cycle énergétique des océans

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1 heure ago

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mai 3, 2024

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Simulation 2D capturant le cycle énergétique des océans

&balle; La physique 17, 77

Un nouveau modèle fournit une description améliorée du flux d’énergie cinétique des océans en incluant la friction avec les côtes.

Dans les simulations 2D, les courants océaniques sont entraînés par les vents dominants et fortement influencés par les forces de Coriolis. Si la viscosité est faible, l’énergie cinétique du fluide augmente infiniment (à gauche). Avec une condition de non-glissement aux frontières, la dissipation d’énergie est plus réaliste (à droite).

Un fluide s’écoulant en deux dimensions dans un bassin carré est une mauvaise imitation de l’Atlantique Nord, mais cette configuration peut capturer des aspects importants de l’écoulement turbulent de l’océan, selon de nouvelles simulations. [1]. Les chercheurs ont découvert que leur modèle est capable de prendre en compte la dissipation de l’énergie océanique (la conversion de l’énergie cinétique en chaleur), ce qui n’était pas possible dans les simulations 2D précédentes sans ajouter… publicité Coutume Hypothèses. Selon le modèle, la friction entre l’océan et les côtes continentales génère des tourbillons capables de dissiper une grande quantité d’énergie. Les résultats suggèrent que ce modèle simple pourrait fournir plus d’informations sur le cycle énergétique de l’océan que ce que les chercheurs espéraient auparavant.

Les simulations océaniques 2D ne peuvent pas fournir des informations aussi détaillées que celles trouvées dans les simulations 3D, mais elles peuvent fournir des informations générales accessibles à de nombreux chercheurs. Les simulations conventionnelles de bassins océaniques en 2D incluent les effets des vents dominants et de la rotation de la Terre (force de Coriolis), qui déterminent ensemble le modèle de circulation à grande échelle observé dans l’Atlantique Nord et dans d’autres régions océaniques. Mais il y a un problème avec ces simulations : lorsque la viscosité est fixée à une faible valeur – proche de sa valeur proche de zéro dans l’environnement réel – l’énergie cinétique du fluide augmente à l’infini. Pour éviter cette fuite d’énergie, les chercheurs ajoutent un terme de dissipation aux équations pour tenir compte des effets 3D, tels que le frottement avec le fond océanique.

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L’océan dans une boîte. Les simulations ont utilisé l’approximation du niveau bêta, où la surface courbe de la Terre est supposée plate et subit une force de Coriolis qui croît linéairement avec la latitude. Le vent dominant imposé est représenté par le paramètre τ et a une valeur maximale vers l’est en haut du plan et une valeur maximale vers l’ouest en bas. La carte montre des données d’observation sur les lignes aérodynamiques (lignes) et le tourbillon (couleurs) de Programme Copernic.

Des travaux antérieurs ont suggéré une autre façon de produire une dissipation significative : imposer une condition de « sans glissement » à la limite du fluide, créant essentiellement une friction entre le fluide et la paroi. [2]. En appliquant cette idée au contexte océanique, Antoine Vinell de l’École Normale Supérieure de Lyon, France, et ses collègues ont inclus l’état de non-glissement dans des simulations haute résolution, révélant un système hautement désordonné qui élimine le besoin d’une dissipation supplémentaire. terme. L’équipe prévoit désormais d’explorer les propriétés du système turbulent et d’identifier les aspects de l’océan qui peuvent être étudiés à l’aide de leur modèle simple.

-David Ehrenstein

David Ehrenstein est rédacteur en chef de Journal de physique.

Les références

  1. L.Miller et coll.« Turbulence de tourbillon : dissipation anormale dans un modèle océanique 2D » Phys. Rév. fluide 9L051801 (2024).
  2. R. Nguyen Van Yen et coll.« Structures de dissipation d’énergie produites par les murs dans des écoulements bidimensionnels à viscosité nulle. » Phys. Rév. Lit. 106184502 (2011).

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Ariane 6 : lancement d’EXOpod Nova depuis Exolaunch

Published

9 heures ago

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mai 3, 2024

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Ariane 6 : lancement d’EXOpod Nova depuis Exolaunch
Autonomisation et soutien

03/05/2024
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La toute dernière fusée européenne sera bientôt lancée, apportant avec elle plusieurs missions spatiales, chacune avec un objectif, une destination et une équipe unique chez elle, qui les encouragera. Qu’il s’agisse de lancer de nouveaux satellites pour observer et étudier la Terre, scruter l’espace lointain ou tester de nouvelles technologies importantes en orbite, le premier vol d’Ariane 6 démontrera la polyvalence et la flexibilité de ce remarquable lanceur lourd. Lisez la suite pour tout savoir sur l’EXOpod Nova, puis voyez lequel vole en premier.

Vue d’artiste Ariane 62

De nombreuses missions seront associées à un voyage dans l’espace lors du vol inaugural d’Ariane 6, mais comment s’assurer que chaque mission sera lancée depuis la fusée au bon moment et dans la bonne direction ? La coordination de ces tâches incombe aux déployeurs de satellites, qui sont chargés de lancer les satellites en temps opportun.

L’un de ces systèmes de déploiement volant sur Ariane 6 provient d’Exolaunch, basé à Berlin, un fournisseur mondial de services de lancement, de gestion de mission, d’intégration de satellites et de matériel de déploiement qui a déployé avec succès plus de 360 ​​satellites dans 25 missions à ce jour.

Distributeur EXOpod Nova

Pour le premier vol historique d’Ariane 6, la société EXopod Le distributeur Nova transportera quatre CubeSats dans l’espace. L’EXOpod Nova, de la taille d’un petit bagage à main, sera placé sur l’adaptateur de charge utile de l’étage supérieur d’Ariane 6. Fabriqué en aluminium durable et léger, ce déployeur peut contenir en toute sécurité jusqu’à 16 CubeSats, tandis que le déployeur lui-même pèse. moins de 14 kg sans lui.

La société berlinoise Exolaunch pilotera l’EXOpod Nova lors du vol inaugural de la sonde Ariane 6. Crédit : Exolaunch.

Dans le but de s’adapter à tous les types de CubeSats, y compris ceux au-delà des dimensions standard, l’EXOpod Nova est conçu pour la polyvalence. Nadine Smolka, directrice de la mission Exolaunch, souligne l’engagement de l’entreprise à repousser les limites de la conception de satellites, en déclarant : « Notre objectif est de révolutionner l’industrie et de permettre à nos clients d’explorer plus facilement les limites de la conception de leurs satellites. »

Ariane 6 volera avec la version EXOpod Nova de 16 unités dans une configuration « S3 » à trois portes, laissant suffisamment d’espace pour placer quatre satellites. L’éditeur est intuitif et facile à utiliser de par sa conception. Les portes de l’EXOpod Nova s’ouvrent en réponse au signal envoyé depuis la rampe de lancement d’Ariane 6, suivi du mécanisme de propulsion qui lance les satellites sur leurs orbites.

Construit à Berlin

Le siège social et les installations d’intégration d’Exolaunch sont situés à Berlin, où les quatre CubeSats seront intégrés dans EXOpod Nova. Une fois terminé, le module embarquera pour un voyage transatlantique vers un port spatial en Europe, où il se connectera à l’adaptateur de charge utile d’Ariane 6. Nadine et d’autres membres de l’équipe Exolaunch superviseront la connexion physique et effectueront des tests rigoureux pour garantir une fonctionnalité sans faille avant le décollage. .

EXOpod Nova au siège social et dans les installations d’intégration d’Exolaunch à Berlin. Crédit : Xolansh

Soulignant leur engagement en faveur du contrôle qualité, Nadine déclare : « Pour l’intégration, et de manière générale chez Exolaunch, nous travaillons selon le principe « deux esprits, quatre yeux » pour assurer le contrôle qualité – un deuxième coéquipier pour assurer le succès de tous les processus vitaux.

En tant qu’entreprise allemande profondément enracinée dans les vols spatiaux, Exolaunch est fière de son héritage européen et envisage un secteur spatial européen florissant. Nadine conclut : « Nous souhaitons voir l’espace européen prospérer, c’est pourquoi nous sommes très heureux de voir le lancement d’Ariane 6 et honorés d’être à bord pour fournir un accès indépendant à l’espace à nos clients. »

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La sonde lunaire chinoise Chang'e-6 est prête à être lancée alors que la course à l'espace avec les États-Unis s'intensifie

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17 heures ago

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mai 3, 2024

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La sonde lunaire chinoise Chang'e-6 est prête à être lancée alors que la course à l'espace avec les États-Unis s'intensifie

Note de l'éditeur: S'abonner à Bulletin d'information de CNN Pendant ce temps en Chine Ce livre explore ce que vous devez savoir sur l'essor du pays et son impact sur le monde.


Wenchang/Hong Kong
CNN
—

La Chine s'apprête à lancer vendredi une mission lunaire sans pilote, visant à prélever pour la première fois des échantillons de la face cachée de la Lune, ce qui pourrait constituer un grand pas en avant pour l'ambitieux programme spatial du pays.

Sonde Chang'e-6 Chine Il s'agit de la mission lunaire robotisée la plus complexe à ce jour. Elle marque une étape majeure dans la quête du pays pour devenir une nation lunaire de premier plan. La puissance spatiale dominante Avec l’intention d’envoyer des astronautes sur la Lune d’ici 2030 et de construire une base de recherche à son pôle sud.

Le lancement attendu de la sonde sur une fusée Longue Marche-5 depuis le centre de lancement spatial de Wenchang, sur l'île de Hainan, dans le sud de la Chine, concerne un nombre croissant de pays. Y compris les États-Unisils se tournent vers les avantages stratégiques et scientifiques de l’expansion de l’exploration lunaire dans un domaine de plus en plus compétitif.

La mission chinoise de 53 jours verra l'atterrisseur Chang'e-6 atterrir dans un large cratère sur la face cachée de la Lune, qui ne fait jamais face à la Terre. La Chine est devenue le premier et le seul pays à atterrir sur la face cachée de la Lune lors de sa mission Chang'e-4 en 2019.

Tous les échantillons de la face cachée récupérés par l'atterrisseur Chang'e-6 pourraient aider les scientifiques à revenir sur l'évolution de la Lune et du système solaire lui-même – et fournir des données importantes pour faire progresser les ambitions lunaires de la Chine.

« Chang'e-6 vise à réaliser des percées dans la conception et la technologie de contrôle de l'orbite rétrograde lunaire, les technologies intelligentes d'échantillonnage, de décollage et d'ascension et le retour automatique des échantillons sur la face cachée de la Lune », a déclaré Ge Ping. Le directeur adjoint du Centre d'exploration lunaire et d'ingénierie spatiale de l'Administration spatiale nationale de Chine a déclaré la semaine dernière depuis le site de lancement.

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La sonde Chang'e-6 constituera un test majeur des capacités spatiales de la Chine dans le cadre de ses efforts visant à réaliser le « rêve éternel » du dirigeant Xi Jinping de faire du pays une puissance spatiale.

La Chine a fait des progrès rapides dans l’espace ces dernières années, dans un domaine traditionnellement dominé par les États-Unis et la Russie.

Avec le programme Chang'e, lancé en 2007 et nommé d'après la déesse de la lune dans la mythologie chinoise, la Chine est devenue en 2013 le premier pays à réaliser un alunissage robotisé en près de quatre décennies. En 2022, la Chine a réalisé son propre projet Station spatiale orbitale Tiangong.

La mission Chang'e-6, techniquement complexe, s'appuie sur le record d'atterrissage de Chang'e-4 en 2019 sur la face cachée de la Lune et sur le succès de Chang'e-5 en 2020 en revenant sur Terre avec des échantillons de la Lune voisine.

Cette fois, pour communiquer avec la Terre depuis la face cachée de la Lune, Chang'e-6 doit s'appuyer sur le satellite Queqiao-2, lancé en orbite lunaire en mars.

La sonde elle-même se compose de quatre parties : un orbiteur, un véhicule de descente, un véhicule de remontée et un module de rentrée.

Le plan de mission est que l'atterrisseur Chang'e-6 collecte de la poussière et des roches lunaires après son atterrissage dans le vaste bassin antarctique d'environ 2 500 kilomètres de diamètre, un cratère formé il y a environ 4 milliards d'années.

Un vaisseau spatial ascendant transférera ensuite les échantillons vers le Lunar Orbiter pour le transfert vers le module de rentrée et le retour de la mission sur Terre.

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La mission complexe « passe par pratiquement toutes les étapes » qui seraient nécessaires pour que les astronautes chinois atterrissent sur la Lune dans les années à venir, selon James Head, professeur émérite à l'Université Brown. coopéré avec Des scientifiques chinois dirigent la mission.

En plus de renvoyer des échantillons qui pourraient fournir « de nouvelles informations fondamentales sur l’origine et les débuts de l’histoire de la Lune et du système solaire », la mission sert également de « répétition automatique de ces étapes » pour emmener les astronautes sur la Lune et en revenir, a-t-il déclaré. .

La Chine envisage de lancer Deux autres tâches Dans la série Chang-e, alors qu'elle approche de son objectif de 2030 consistant à envoyer des astronautes sur la Lune avant de construire une station de recherche au cours de la prochaine décennie sur le pôle sud de la Lune, une zone censée contenir de la glace d'eau.

Chang'e-7, dont le lancement est prévu en 2026, vise à rechercher des ressources au pôle sud de la Lune, tandis que Chang'e-8, environ deux ans plus tard, pourrait étudier comment les matériaux lunaires pourraient être utilisés pour préparer la construction de la base de recherche. » ont-ils déclaré. il a dit.

Luo Yunfei/Service de presse chinois/VCG/Getty Images)

Des spectateurs regardent une fusée transportant le satellite Queqiao-2 décoller du site de lancement du vaisseau spatial de Wenchang, le 20 mars 2024.

Le lancement de vendredi intervient alors que plusieurs pays intensifient leurs programmes lunaires dans un contexte de concentration croissante sur l'accès aux ressources et sur un meilleur accès à l'exploration de l'espace profond que les missions lunaires réussies peuvent apporter.

L'année dernière, L'Inde a débarqué Le premier vaisseau spatial russe sur la Lune, tandis que la première mission russe sur la Lune depuis des décennies s'est soldée par un échec Crash de la sonde Luna 25 À la surface de la lune.

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En janvier, le Japon est devenu le cinquième pays à poser un vaisseau spatial sur la Lune. Tireur d'élite qui atterrit sur la Lune J'ai eu des problèmes de puissance à cause d'un angle d'atterrissage incorrect. Le mois suivant, IM-1, A Une mission financée par la NASA La sonde, conçue par une société privée basée au Texas, a atterri près du pôle Sud.

La lune terrestre rétrécit. Voici ce que les scientifiques disent que cela pourrait signifier

Cet atterrissage – le premier d'un vaisseau spatial de fabrication américaine depuis plus de cinq décennies – fait partie de plusieurs missions commerciales prévues visant à explorer la surface lunaire avant que la NASA ne tente d'y renvoyer des astronautes américains. Dès 2026 Et construire son camp de base scientifique.

L'administrateur de la NASA, Bill Nelson, a semblé reconnaître le mois dernier que le rythme de la Chine – et les inquiétudes quant à ses intentions – étaient à l'origine de l'urgence américaine de retourner sur la Lune, des décennies après les missions habitées Apollo.

« Nous pensons qu'une grande partie des programmes spatiaux dits civils sont des programmes militaires. Je pense en fait que nous sommes dans une course. » Nelson Dire Le mois dernier, les législateurs ont exprimé leur inquiétude quant au fait que la Chine pourrait tenter d’empêcher les États-Unis ou d’autres pays d’accéder à certaines zones de la Lune si elle y arrivait en premier.

La Chine soutient depuis longtemps l’utilisation pacifique de l’espace et, à l’instar des États-Unis, elle espère utiliser ses prouesses spatiales pour promouvoir la bonne volonté internationale.

Cette fois, la Chine a déclaré que la mission Chang'e-6 transporterait des instruments scientifiques ou des charges utiles provenant de la France, de l'Italie, du Pakistan et de l'Agence spatiale européenne.

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