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La « percée » du Solar Orbiter nous permet de plonger plus profondément dans l’atmosphère du Soleil

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8 mois ago

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La « percée » du Solar Orbiter nous permet de plonger plus profondément dans l’atmosphère du Soleil

Les instruments des engins spatiaux sont hautement spécialisés et leur conception, leur construction et leurs tests peuvent prendre des années. Mais un hack de dernière minute d’un des instruments de l’ESA Orbite solaire Cela a permis au vaisseau spatial d’effectuer des observations difficiles qu’il n’aurait pas pu faire autrement.

Tout cela à cause d’un astronome et de sa porte matérielle.

L’Agence spatiale européenne a lancé le Solar Orbiter en février 2020 pour étudier l’héliosphère interne et les régions polaires avec une grande précision.

Tous les six mois, il s’approche du soleil et étudie à plusieurs reprises la même zone. L’idée est de surveiller l’accumulation de l’activité magnétique précurseur des éruptions solaires. En cela, il a plus de spécificité Objectifs scientifiques.

Le vaisseau spatial transporte une gamme d’instruments pour atteindre ses objectifs, parmi lesquels l’Extreme Ultraviolet Imager (EUI). La Belgique a contribué à la mission avec l’Extreme Ultraviolet Imager, dont la mission est d’imager les couches et les structures de l’héliosphère à partir de la chromosphère. À Corona.

L’EUI est composé de trois instruments en un : un imageur entièrement solaire et deux télescopes à haute résolution. L’imageur plein soleil montre la structure générale du Soleil aux températures coronales, et la paire de télescopes fonctionne dans des plages de longueurs d’onde sélectionnées.

Ils révèlent les fines structures visibles sur les vues rapprochées du Soleil acquises par les vaisseaux spatiaux pendant la phase périhélie.

Le défi que tous les engins spatiaux et instruments d’observation du soleil doivent relever est la lumière écrasante provenant de l’étoile. La forte lumière du soleil obscurcit des détails importants. Et l’EUI ne fait pas exception. Les télescopes utilisent souvent la couronne pour bloquer la lumière intense et rendre visibles les détails de l’atmosphère solaire.

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Lors de la phase finale de construction de l’instrument, un membre de l’équipe de Solar Orbiter a eu une idée lumineuse. EUI possède sa propre porte de sécurité pour la protéger pendant les vols spatiaux et lorsqu’elle n’est pas utilisée. Et si cette porte pouvait être modifiée pour améliorer les performances de l’appareil d’imagerie ?

« C’était une véritable avancée », déclare Frédéric Aucher, de l’Institut d’astrophysique de l’Université Paris-Sud et membre de l’équipe EUI.

« J’ai eu l’idée de faire cela et de voir si cela fonctionnait. Il s’agit en fait d’une modification très simple de l’outil. »

Le poids du vaisseau spatial est soigneusement calculé, mais Osher pensait que quelques grammes n’auraient pas d’importance. Il a ajouté un petit « pouce » saillant à la porte qui pourrait couvrir le disque solaire brillant pendant les opérations lorsque la porte était à moitié ouverte au lieu d’être complètement ouverte.

Avec la puissante lumière du disque solaire bloquée par le petit pouce sur la porte, l’EUI peut détecter efficacement la lumière ultraviolette provenant de la couronne environnante, qui est des millions de fois plus faible que le disque. Cela signifie que l’appareil peut voir plus profondément dans l’atmosphère du soleil.

Cette image montre le petit « pouce » ajouté à la porte du Full Sun Imager, qui fait partie de l’EUI. Le disque caché est monté sur le couvercle de la porte avec deux tiges de support et est situé au-dessus de l’objectif sur cette photo. Une rotation du couvercle autour de son axe (croix rouge) dans le sens des aiguilles d’une montre ferme la porte et une rotation dans le sens inverse des aiguilles d’une montre l’ouvre. (Osher et coll. 2023)

L’équipe appelle cette porte à deux pouces et entrouverte le mode de fonctionnement caché. Il s’agit fondamentalement d’un nouveau type d’outil. Il combine La couronne Et la caméra est dans un seul outil au lieu de devoir dessiner une couronne séparée.

Ils testent EUI dans ce mode depuis 2021 et ils l’ont fait Article publié en astronomie et astrophysique expliquant les résultats. Frédéric Ocher, l’astronome à l’origine de l’idée, en est l’auteur principal.

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« Nous avons montré que cela fonctionne si bien que l’on peut désormais réfléchir à un nouveau type d’instrument capable d’imager le Soleil et sa couronne », explique Daniel Müller, scientifique du projet Solar Orbiter de l’ESA.

Le petit ajout d’Auchère à la porte de l’instrument EUI résout un problème dont souffrent les imageurs UV extrêmes. Les profondeurs de l’atmosphère du Soleil sont hors de vue pour la plupart, et les couronnes discrètes traditionnelles obscurcissent généralement complètement cette région par nécessité. Mais le nouveau mystère d’EUI est capable de décrire ce domaine difficile plus facilement que jamais.

« La physique y change, les structures magnétiques y changent, et nous ne les avons pas bien observés auparavant », explique David Berghmans, de l’Observatoire royal de Belgique et de l’Observatoire astronomique. « Il doit y avoir des secrets que nous pouvons découvrir. dehors maintenant. » Chercheur principal de l’IUE.

La petite vignette ajoutée à la porte était un ajout tardif à l’outil EUI. Il se trouve donc dans un état sous-optimal. Cela signifie, entre autres limitations, qu’il nécessite une exposition au travail plus longue. Certaines des images de test présentées dans l’article nécessitent une exposition de 1 000 secondes.

Mais maintenant que cette conception s’est avérée efficace, elle peut être améliorée pour être utilisée dans de futurs instruments lors de missions futures.

« Avec des modifications mineures, l’efficacité des coronographes basés sur FSI peut être augmentée de deux ordres de grandeur, permettant d’obtenir des images similaires à celles présentées ici en 10 secondes », ont écrit les auteurs dans leur conclusion.

Cela signifie que les instruments UV pourraient commencer à remplacer les instruments à lumière visible et les coronographes.

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« Par rapport au coronographe VL, l’instrument UV offre plusieurs avantages », expliquent les auteurs.

« Il n’y a aucune émission de fond due à la diffusion de poussière », ont-ils écrit. Non seulement la lumière parasite de l’appareil est plus facile à contrôler, mais elle « rend également le coronographe UV moins exigeant en termes de précision et de stabilité de pointage de la plate-forme ».

Il semble que notre vision du soleil soit sur le point de faire un bond en avant.

Cet article a été initialement publié par L’univers aujourd’hui. Lis le L’article original.

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Simulation 2D capturant le cycle énergétique des océans

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2 heures 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

10 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

Published

18 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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