La nébuleuse de la Tarentule capturée par le télescope d’imagerie à ballon à ultra haute pression (SuperBIT). Crédit : NASA/SuperBIT
Le voyage de récupération comprend un télescope cassé, un couguar effrayant et la police.
Données de A NASA La tâche de cartographier la matière noire autour des amas de galaxies a été sauvée grâce à un nouveau système de récupération conçu par des scientifiques du Centre Galactique Université de Sydney. Le système a permis de récupérer des gigaoctets d’informations, même après un échec de communication et que le télescope basé sur le ballon a été endommagé lors de l’atterrissage.
Aperçu des tâches
En avril, le télescope d’imagerie par ballon hyperbare (SuperBIT) a été lancé depuis l’aéroport de Wanaka en Nouvelle-Zélande, suspendu sous un ballon rempli d’hélium de la taille d’un terrain de sport au-dessus de l’atmosphère terrestre, et a fait 5,5 fois le tour du monde. Malheureusement, il fut endommagé lors de son atterrissage dans le sud de l’Argentine le mois suivant.
Un ballon superpresseur partiellement gonflé alors qu’il se prépare au décollage de Wanaka, en Nouvelle-Zélande, le 16 avril 2023, avec une charge utile SuperBIT. Crédits : NASA/Bill Rudman
Réussite de la récupération des données
Séparément, deux packages de système de récupération de données stockent plus de 200 Go d’informations SuperBIT parachutées et atterries en toute sécurité, notamment une carte de la matière noire autour des galaxies et de superbes images de l’espace. La matière noire est une substance invisible dont la masse est six fois supérieure à celle de la matière ordinaire de l’univers.
Détails de l’étude et conception du système
Une étude dirigée par le Dr Elaine Serkis de l’École de physique de l’Université de Sydney a été publiée aujourd’hui dans la revue Aérospatialfournit des instructions pour construire le système de récupération de données qu’elle a conçu et raconte une mission qui a montré, pour un coût relativement faible, que les scientifiques peuvent garantir que les informations qu’ils collectent peuvent être récupérées dans le pire des cas.
Vue interne du système de récupération de données. Crédit : Serkes et al.
Importance du système et première utilisation
Les auteurs de l’étude, composés d’une équipe de scientifiques internationaux d’Australie, du Royaume-Uni, des États-Unis, du Canada, d’Europe et de Taiwan, ont déclaré que la première utilisation des capsules du système de récupération de données au cours d’une mission scientifique en direct s’est avérée un énorme succès. succès.
« Notre télescope est arrivé au point où il a été complètement détruit et nous avons perdu les communications à large bande passante, de sorte que le système de récupération des données n’a tout simplement pas fonctionné ; il était absolument essentiel au succès de la mission », a déclaré le Dr Sirkis.
« Lorsque vous faites tomber quelque chose du ciel, dans notre cas à 33 kilomètres de distance, il y a toujours une possibilité que quelque chose se passe mal, c’est pourquoi les programmes de récupération sont absolument essentiels pour assurer la sécurité de vos données.
« Ce faisceau de projection est quelque chose que nous développons depuis environ cinq ans, mais ce n’est que maintenant que nous avons pu le tester dans sa configuration finale. Nous sommes arrivés au point où la NASA souhaite également commencer à produire ces faisceaux pour d’autres missions scientifiques. , donc c’était vraiment notre test final. » Pour montrer que ce système fonctionne.
Le candidat au doctorat Ajay Gill de l’Université de Toronto (à gauche) et le Dr Ellen Serkis de l’Université de Sydney (à droite) travaillent sur un système de récupération de données. Crédit : Steve Benton
Composants du système et processus de récupération
Le Dr Sirkis a expliqué que les systèmes de récupération de données consistaient en de petits ordinateurs dotés de cartes SD pour stocker les données, d’une liaison satellite « Localiser mon téléphone » faite maison et de parachutes – logés dans des conteneurs en mousse qui utilisaient des objets du quotidien comme des sacs à rôtir pour les conserver. imperméable.
L’histoire de la récupération des colis était en soi une quête. Le Dr Sirkis a déclaré que la police locale de la campagne argentine a aidé à récupérer les colis, compte tenu du terrain accidenté sur lequel ils ont atterri.
« Au début, nous n’en avons pas trouvé, et quand nous l’avons trouvé, il y avait des traces de lions dans la neige à proximité, alors nous avons pensé qu’un sac de poulet rôti n’était peut-être pas la meilleure idée. C’était très drôle. Mais nous je l’ai récupéré assez facilement », a déclaré le Dr Sirkis.
Méthodes de récupération de données dans les missions en ballon
Dans une mission typique basée sur un ballon comme celle de la NASA, les données sont téléchargées via satellite, mais le Dr Sirkis a déclaré que les scientifiques ont souvent besoin d’une connexion en visibilité directe pour télécharger rapidement les données, ce qui n’est pas toujours efficace ni possible.
Les observations à partir de ballons offrent également la qualité des télescopes spatiaux pour une fraction du budget – des millions de dollars contre des milliards.
« Dans notre cas, nous recevions tellement de données chaque nuit qu’il était très lent et coûteux de récupérer ces données en cours de vol », a déclaré le Dr Sirkis.
« À l’heure actuelle, le moyen le plus efficace pour télécharger des données est de les copier sur un lecteur SD et de les déposer par terre, ce qui est un peu fou, mais cela fonctionne bien. »
Référence : « Données téléchargées via parachute depuis le ballon hyperbare de la NASA » par Ellen L. Sirkis, Richard Massey et Ajay S. Gill, Jason Anderson, Stephen J. Benton, Anthony M. Brown, Paul Clark, Joshua English, Spencer W. Everett, Aurélien A. Fries, Hugo Franco, John W. Hartley, David Harvey, Bradley Holder, Andrew Hunter, Eric M Huff, Andrew Henos, Mathilde Gozak, William C. Jones, Nikki Joyce, Duncan Kennedy, David Lagattuta, Jason S.-Y. Leung, Lun Li, Stephen Lishman, Thuy Fai Thi Le, Jacqueline E. McCleary, Johanna M. Nagy, C. Barth Netterfield, Imad Paracha, Robert Porcaro, Susan F. Redmond, Jason D. Rhodes, Andrew Robertson, L. Javier Romualdez, Sarah Roth, Robert Salter, Jürgen Schmuhl, Muhammad M. Shaaban, Roger Smith, Russell Smith, Sut Eng Tam et Georgios N. Vassilakis, 13 novembre 2023, Aérospatial. DOI : 10.3390/aérospatiale10110960
La production de céramiques et d’alliages à point de fusion extrêmement élevé pour les applications de moteurs et de corps de fusée nécessite souvent des températures non seulement très élevées, mais également parfaitement soutenues et uniformes. Un nouveau réacteur prétend pouvoir répondre à ces normes strictes grâce à une configuration à base de fibre de carbone qui produit du plasma avec des températures allant jusqu’à 8 000 K sur plusieurs centimètres cubes et qui est également stable pendant 10 minutes.
Le plasma stable, familier des enseignes au néon et des téléviseurs, exploite des pressions extrêmement basses, où la tension appliquée enlève les électrons du gaz, qui se précipitent ensuite vers l’électrode positive. Cependant, la faible masse des électrons signifie que même à des vitesses élevées, ils n’ont pas l’impulsion nécessaire pour influencer les réactions chimiques. Comme la vitesse des ions restants change peu, la température du gaz lui-même reste basse.
Pour générer un plasma à haute température, des pressions plus élevées sont nécessaires, de sorte que les collisions entre ions étroitement emballés augmentent leur vitesse. À l’aide d’une pointe pointue autour de laquelle focaliser un champ électrique, des filaments de plasma peuvent être créés à la pression atmosphérique en fournissant un chemin privilégié aux électrons – le principe derrière les paratonnerres. Cependant, ici, la température n’augmente que sur la longueur du filament. La différence de température entre les filaments du plasma et le gaz environnant rend ce plasma très instable.
« Ce que nous faisons ici, c’est une combinaison des deux », explique Liangping Hu, de l’Université du Maryland. « Nous avons des pointes donc nous avons une température élevée, mais elles se soutiennent donc nous avons de la stabilité. »
Les chercheurs ont utilisé des fibres de carbone de chaque côté d’une cavité à plasma à pression atmosphérique. Certaines fibres de carbone tissées dans le feutre sont naturellement plates tandis que d’autres tiennent debout. Ces faisceaux de fibres courtes et droites sont essentiels à la stabilité du plasma, fournissant efficacement un réseau de paratonnerres afin que les filaments de plasma de chacun d’eux convergent, donnant une température très uniforme et élevée.
«Nous avons eu de la chance», déclare Ji-Cheng Zhao, également du Maryland. Monde de la chimie, qui met en valeur l’excellente conductivité thermique de la fibre de carbone, qui évacue efficacement la chaleur. « Même si la température du plasma est de 8 000 degrés Celsius, nous ne brûlons pas la pointe comme un fou : nous pouvons garder le plasma allumé pendant 10 minutes. »
Comme il le souligne, les gens savent depuis longtemps que les conseils sont utiles lors de la création de plasma. Les scientifiques ont également tenté de créer des sous-structures dans l’espoir de produire l’effet que l’équipe américaine a désormais obtenu. Cependant, force est de constater qu’aucun d’entre eux n’a tenté d’utiliser le carbone, qui s’est avéré être l’élément magique. Le carbone retient beaucoup moins étroitement les électrons que les métaux, de sorte que le potentiel d’émission est plus faible et qu’il présente l’une des températures de fusion les plus élevées parmi les matériaux connus – même si le carbone doit être brûlé à des températures de plasma extrêmement élevées, il survit grâce à sa chaleur élevée. Livraison. Même les longues fibres rebelles perpendiculaires à la surface du feutre jouent un rôle utile lors du démarrage du plasma. « L’essentiel est d’utiliser ces matrices de carbone », explique Hu. « Cela a pratiquement résolu tous les problèmes. »
Lakshminarayana Rao de l’Institut indien des sciences, qui a également étudié les moyens d’exploiter le plasma mais n’a pas participé à ces recherches, a souligné l’utilité de ce développement. « Les plasmas thermiques ont une densité d’énergie élevée qui facilite les processus et le traitement des matériaux à des températures extrêmement élevées, conduisant à l’invention et aux tests de nouveaux matériaux. »
Les chercheurs ont déjà utilisé cette configuration pour fabriquer du carbonitrure de hafnium – « le matériau au point de fusion le plus élevé prévu à partir des premiers principes », souligne Zhao, et donc utile pour divers moteurs hautes performances et même des fusées. Les chercheurs ont également pu activer et désactiver le plasma, ce qui leur a permis d’exploiter cette configuration pour fabriquer un verre amorphe d’oxyde de magnésium, malgré son point de fusion très élevé de 2 850 degrés Celsius.
Ils étudient actuellement si le réacteur pourrait être utilisé pour détruire ce que l’on appelle les « produits chimiques éternels » ou PFAS. Bien que la taille de leur réacteur soit limitée par l’alimentation électrique du laboratoire, les chercheurs pensent qu’avec plus de puissance, ils pourraient l’augmenter de plusieurs centimètres carrés de largeur et de plusieurs dizaines de millimètres de profondeur.
Il est seul dans le système solaire externe gelé. Le samedi 9 décembre, la comète la plus célèbre de tous les temps, 1P/Halley, franchit une étape importante dans son voyage de 75 ans à travers le système solaire, atteignant l’apogée, ou le point le plus éloigné du soleil.
Comète maintenant
On pourrait dire que décembre 2023 marque le point médian entre la fin de 1986 et la prochaine apparition de la comète en 2061.
Personne n’a vu la comète de Halley depuis Le très grand télescope de l’Observatoire européen austral Elle a été photographiée il y a une génération, en 2003. À cette époque, elle mesurait 28 unités astronomiques (UA) à une magnitude de +28.
Le moment exact de l’apogée se produit à 1h00 Temps universel (TU) le 9 décembre (20h00 HNE le vendredi soir 8). À ce stade, la comète de Halley se trouvera à 35,14 unités astronomiques (environ 3,3 milliards de milles ou 5,3 milliards de kilomètres) du Soleil.
Cela place la comète en dehors de l’orbite de Neptune, brillant à une magnitude de +35 dans la constellation méridionale de l’Hydre. La comète se déplacera également à sa vitesse la plus lente, à 0,91 kilomètre par seconde, ou 2 000 milles par heure, par rapport au Soleil.
L’emplacement actuel de la comète de Halley dans le ciel. (stellarium)
Cela place la comète hors de portée des grands télescopes amateurs ou même professionnels. Au moment de la rédaction de cet article, la NASA n’avait pas annoncé son intention d’imager Halley à son apogée avec Hubble ou le télescope spatial James Webb. Il y aurait certainement peu d’avantages scientifiques à cela, si ce n’est de pousser les télescopes spatiaux dans leurs retranchements.
« J’ai jeté un coup d’œil rapide aux programmes HST et JWST approuvés et je n’en vois aucun qui envisage d’observer la comète de Halley, que ce soit par imagerie ou par spectroscopie. » Christine Bolam (Institut scientifique du télescope spatial de la NASA) a déclaré à Universe Today.
Une brève histoire de la comète de Halley
La comète de Halley a certainement marqué l’histoire. Sir Edmund Halley a remarqué pour la première fois les apparitions fréquentes de la comète en 1696 et a lié une apparition à une autre. Halley a prédit avec succès le retour de la comète qui porte aujourd’hui son nom en 1758, bien qu’il n’ait pas vécu assez longtemps pour la voir.
Le « 1P » dans son nom fait référence au fait que la comète de Halley a été la première comète périodique découverte. Les comètes périodiques ont des orbites inférieures à 200 ans. À ce jour, il existe 472 comètes périodiques connues. À mesure que les études du ciel s’approfondissent sur l’échelle de taille, nous découvrons des comètes périodiques de plus faible luminosité et, très probablement, nous avons trouvé toutes les « grandes » comètes.
Notes chinoises La comète de Halley Cela remonte à 467 avant JC. L’apparition de la comète en 1066 a été largement observée dans le monde entier. Son apparition a été considérée comme un présage précédant la mort du roi Harold II à la bataille d’Hastings et l’ascension de Guillaume le Conquérant au trône.
Une anecdote (peut-être apocryphe) affirme que le pape Callixte III « Disqualifié« La comète sert d’avertissement contre l’empiétement de l’Empire ottoman sur l’Europe de l’Est.
L’écrivain américain Mark Twain est également célèbre pour la comète de Halley. Twain est né en 1835 lors de l’apparition d’une comète, et Attendez-vous à ce que ça passe La prochaine comète apparaissant en 1910. (Alerte spoiler : c’est le cas.)
Apparitions modernes
En parlant de cela, l’attente pour la comète de Halley cette année-là a été éclipsée par l’une des plus grandes comètes du 20e siècle : Grande comète de 1910.
En fait, ceux qui se souviennent de la comète de Halley en 1910 ont peut-être vu la grande comète quelques mois plus tôt. La découverte de gaz cyanogène toxique dans la queue de la comète grâce à la spectroscopie moderne a déclenché la Grande Peur des Comètes de 1910.
Malheureusement, l’apparition de Halley en 1986 a été quelque peu décevante, apparaissant basse au sud à l’aube. Cependant, trois missions spatiales ont été envoyées à Halley, la toute première rencontre avec une comète. Ces véhicules étaient les Vega 1 et 2 de l’Union soviétique et le Gioto de l’Agence spatiale européenne.
Mission Giotto de l’ESA vers la comète de Halley. (Agence spatiale européenne)
Deux pluies de météores annuelles sont également associées à Halley : avril et mai, Eta Aquaridus et… Orionide d’octobre.
Assis à la surface de la comète de Halley ce week-end, le Soleil se lèvera à -19 degrés. C’est seulement environ 250 fois plus lumineux que la pleine lune.
La comète de Halley dans les années à venir
De notre point de vue terrestre, la comète passera les prochaines décennies dans la constellation de l’Hydre et du Canis Minor. La comète passera près de l’étoile brillante Procyon en 2050.
La comète de Halley atteindra ensuite son périhélie le 28 juillet 2061 et pourrait dépasser les magnitudes négatives dans les mois suivants. En septembre 2061, Halley apparaîtra basse au nord-ouest au crépuscule pour les observateurs de l’hémisphère Nord.
Maintenant, tout vient d’ici. La comète de Halley sera à nouveau récupérée au cours de la prochaine décennie, conduisant à son apparition en 2061. Voyons, d’ici là, je serai…
Les modules Zarya de fabrication russe (à gauche) et les modules Unity de fabrication américaine sont couplés.
Crédit : NASA
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