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Le rover NuSTAR de la NASA fait des découvertes illuminées d’une lumière « dérangeante »
Cette illustration montre le télescope à rayons X NuSTAR de la NASA dans l’espace. Les deux composants massifs sont séparés par une structure de 33 pieds (10 m) de haut appelée mât déployable ou flèche. La lumière est collectée à une extrémité de la flèche et concentrée sur toute sa longueur avant d’atteindre les détecteurs à l’autre extrémité. Crédit : NASA/JPL-Caltech
Depuis près de 10 ans, l’observatoire à rayons X NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) de la NASA étudie certains des objets à haute énergie de l’univers, tels que les collisions d’étoiles mortes et de trous noirs supermassifs avec des gaz chauds. Pendant ce temps, les scientifiques ont dû faire face à la lumière parasite s’infiltrant à travers les côtés de l’observatoire, ce qui peut interférer avec les observations tout comme le bruit extérieur peut étouffer un appel téléphonique.
Mais les membres de l’équipe ont maintenant découvert comment utiliser la lumière parasite des rayons X pour identifier des objets dans la vision périphérique de Neustar tout en effectuant des observations de cibles normales. Ce développement a le potentiel de multiplier les informations fournies par NuSTAR. Un nouvel article scientifique en Journal astrophysique Décrit la première utilisation de Neustar lumière parasite Notes pour identifier un objet cosmique – dans ce cas, une étoile à neutrons.
pépites de matière restantes après l’effondrement d’une étoile, étoiles à neutrons Ils font partie des objets les plus denses de l’univers, juste derrière les trous noirs. Leurs forts champs magnétiques piègent les molécules de gaz et les dirigent vers la surface de l’étoile à neutrons. Lorsque les particules sont accélérées et activées, elles libèrent des rayons X à haute énergie que NuSTAR peut détecter.
La nouvelle étude décrit un système appelé SMC X-1, qui consiste en une étoile à neutrons en orbite autour d’une étoile vivante dans l’une des deux petites galaxies en orbite autour de la Voie lactée (la galaxie d’origine de la Terre). La luminosité de la sortie de rayons X du SMC X-1 semble varier considérablement lorsqu’elle est vue avec des télescopes, mais des décennies d’observations directes par NuSTAR et d’autres télescopes ont révélé un schéma de fluctuations. Les scientifiques ont identifié plusieurs raisons expliquant le changement de luminosité du SMC X-1 lorsqu’il est étudié avec des télescopes à rayons X. Par exemple, la luminosité des rayons X diminue lorsque l’étoile à neutrons plonge derrière l’étoile vivante à chaque orbite. Selon l’article, les données de lumière parasite étaient suffisamment sensibles pour capturer certains de ces changements bien documentés.
« Je pense que cet article montre que cette approche de la lumière parasite est fiable, car nous avons observé des fluctuations de luminosité dans l’étoile à neutrons dans SMC X-1 que nous avons déjà confirmées par des observations directes », a déclaré McKinley Brumbach, astrophysicien au Caltech à Pasadena, Californie. et auteur principal de la nouvelle étude. « A partir de maintenant, ce serait formidable si nous pouvions utiliser les données de lumière parasite pour regarder des objets lorsque nous ne savons pas déjà s’ils changent régulièrement de luminosité et utiliser potentiellement cette approche pour détecter les changements. »
forme et fonction
La nouvelle approche est possible grâce à la forme de Neustar, qui ressemble à un haltère ou à un os de chien : il comporte deux composants massifs à chaque extrémité d’une structure étroite de 33 pieds (10 mètres de long) appelée mât déployable, ou bulle. En règle générale, les chercheurs pointent l’un des membres massifs – qui contient des optiques ou des dispositifs qui collectent les rayons X – vers l’objet qu’ils souhaitent étudier. La lumière est transmise le long de la flèche aux détecteurs à l’autre extrémité de l’engin spatial. La distance entre les deux est nécessaire pour focaliser la lumière.
Mais la lumière parasite atteint également les détecteurs en pénétrant par les côtés de la perche, en contournant l’optique. Il apparaît dans le champ de vision de NuSTAR avec la lumière de tout objet directement observé par le télescope, et est souvent facilement reconnaissable à l’œil nu : il forme un cercle de faible lumière émanant des côtés de l’image. (Sans surprise, la lumière parasite est un problème pour de nombreux autres télescopes spatiaux et terrestres.)
Un groupe de membres de l’équipe NuSTAR a passé les dernières années à séparer la lumière parasite des diverses observations NuSTAR. Après avoir identifié les sources de rayons X brillantes connues à proximité de chaque observation, ils ont utilisé des modèles informatiques pour prédire la quantité de lumière parasite qui devrait apparaître en fonction de l’objet brillant qui se trouvait à proximité. Ils ont également examiné presque toutes les notes Neustar pour confirmer le signe évident de lumière parasite. L’équipe a créé un catalogue d’environ 80 objets pour lesquels Neustar a collecté des observations de lumière parasite et a nommé le groupe « StrayCats ».
« Imaginez que vous êtes assis dans une salle de cinéma silencieuse, que vous regardez le drame et que vous entendez les explosions dans le film d’action qui se joue à côté », a déclaré Brian Griffinstat, chercheur principal à Caltech et membre de l’équipe Neustar à la tête du travail sur StrayCats. . « Dans le passé, c’était à quoi ressemblait la lumière parasite – une distraction par rapport à ce sur quoi nous essayions de nous concentrer. Nous avons maintenant les outils pour transformer ce bruit supplémentaire en données utiles et ouvrir une toute nouvelle façon d’utiliser NuSTAR pour étudier l’univers. »
Bien sûr, les données de lumière parasite ne peuvent pas remplacer les observations directes par NuSTAR. En plus de ne pas focaliser la lumière parasite, de nombreuses choses que Neustar peut observer directement sont trop faibles pour apparaître dans le catalogue de lumière parasite. Mais Grefenstette a déclaré que plusieurs étudiants de Caltech ont passé au peigne fin les données et trouvé des cas de luminosité rapide d’objets océaniques, qui pourraient être un certain nombre d’événements dramatiques, tels que des explosions thermonucléaires à la surface d’étoiles à neutrons. L’observation de la fréquence et de l’intensité des changements de luminosité des étoiles à neutrons peut aider les scientifiques à déchiffrer ce qui arrive à ces objets.
« Si vous essayez de rechercher un modèle dans le comportement à longue portée ou la luminosité d’une source de rayons X, les observations de lumière parasite peuvent être un excellent moyen de vérifier plus souvent et d’établir une ligne de base », a déclaré Renee Ludlam, Einstein Fellow dans le programme de bourses Hubble de la NASA à Caltech et membre du programme de bourses Einstein Hubble à Caltech.Dans l’équipe StrayCats. « Ils peuvent également nous permettre d’observer des comportements étranges chez ces organismes lorsque nous nous y attendons le moins ou lorsque nous ne serions normalement pas en mesure de pointer NuSTAR directement sur eux. Les observations de lumière parasite ne remplacent pas les observations directes, mais plus de données sont toujours bonnes. . »
McKinley C. Brumback et al, Extension de la rotation de base et du comportement orbital de SMC X-1 à l’aide de NuSTAR Stray Light, Journal astrophysique (2022). DOI : 10.3847 / 1538-4357 / ac4d24
Introduction de
Laboratoire de propulsion à réaction
la citation: NuSTAR de la NASA fait des découvertes lumineuses en utilisant une lumière « dérangeante » (1er mars 2022) Extrait le 1er mars 2022 de https://phys.org/news/2022-03-nasa-nustar-illuminating-discoveries-nuisance.html
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« Spécialiste de la télévision sans vergogne. Pionnier des zombies inconditionnels. Résolveur de problèmes d’une humilité exaspérante. »
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Les astronautes sont ravis d'effectuer le premier vol d'essai à bord du vaisseau spatial Starliner de Boeing
Deux astronautes vétérans se sont rendus au Centre spatial Kennedy jeudi après-midi pour préparer le premier lancement d'essai du vaisseau spatial Starliner de Boeing, un vol très attendu depuis des années. En retard Après deux Vols d'essai sans pilote Et un travail approfondi pour résoudre une variété de problèmes techniques.
Les astronautes Barry « Butch » Wilmore et Sunita Williams, deux des astronautes les plus expérimentés de la NASA avec quatre vols spatiaux précédents, 11 sorties dans l'espace et 500 jours en orbite entre ces périodes, ont atterri sur la piste de 3 miles de long du port spatial à bord d'un avion d'entraînement à réaction T-38. après le vol. Du Centre spatial Johnson à Houston.
NASA/Frank Michaud
« Nous aimons la Floride », a déclaré Wilmore aux journalistes sur la piste, « Nous aimons le Kennedy Space Center, parce que c'est là que vous lancez des gens dans l'espace. » « Dans moins de deux semaines, le prochain vol que nous prendrons se fera sur notre dos et prendra son envol. »
L'achèvement du vol d'essai de l'équipage Starliner, ou CFT, « augmentera la capacité (de la NASA) vers et depuis la station spatiale, et c'est essentiel », a-t-il déclaré. «Nous sommes ravis d'être ici.»
« C'est là que le caoutchouc rencontre la route », a déclaré Williams, « et là où nous quittons cette planète, et c'est plutôt cool ! »
Quelques heures après l'arrivée de l'équipage, et peu après que deux astronautes russes ont effectué une sortie dans l'espace de quatre heures et 36 minutes à l'extérieur de la Station spatiale internationale, les chefs de mission ont effectué un examen de préparation au vol de deux jours, autorisant provisoirement le lancement du véhicule Starliner à bord de l'avion. Véhicule de lancement uni. Fusée Alliance Atlas 5 à 22 h 34 HAE le lundi 6 mai.
Si tout va bien, Wilmore et WilliamsTous deux anciens pilotes d'essai de la Marine, ils accosteront à la station spatiale le 8 mai et reviendront sur Terre le 15 mai ou peu après. Si la mission se déroule bien, la NASA prévoit de commencer les vols opérationnels de rotation de l'équipage du Starliner en 2025, en alternance avec SpaceX.
« Aujourd'hui a été un grand jour pour notre programme d'équipage commercial », a déclaré Steve Stich, administrateur du CCP de la NASA. « Tous les partenaires (internationaux), puis toute notre équipe, ont mené une enquête préalable pour procéder au lancement le 6 mai. De plus, nous avons (signé) ce que nous appelons la qualification humaine provisoire pour Starliner pour ce vol avec équipage. test. C’était une grosse affaire pour la NASA et toute notre équipe.
Al-Ula
La NASA a attribué deux contrats pour le programme d'équipage commercial en 2014, l'un à SpaceX d'une valeur de 2,6 milliards de dollars et l'autre à Boeing d'une valeur de 4,2 milliards de dollars, pour stimuler le développement d'engins spatiaux autonomes capables de transporter des astronautes vers et depuis la Station spatiale internationale.
L’objectif était de mettre fin à la dépendance à l’égard du vaisseau spatial russe Soyouz après le retrait de la navette spatiale et de reprendre le lancement d’astronautes américains depuis le sol américain à bord de fusées et d’engins spatiaux américains. Il est tout aussi important pour la NASA de disposer de deux vaisseaux spatiaux indépendants pour les vols d'équipage vers la Station spatiale internationale au cas où le ferry d'une entreprise s'arrêterait avant la Terre pour une raison quelconque.
SpaceX a commencé les vols d'essai en mai 2020, lançant avec succès deux astronautes de la NASA lors d'un vol d'essai Crew Dragon vers la station spatiale. Depuis lors, SpaceX a lancé 50 astronautes, astronautes et civils en orbite sur huit vols opérationnels vers le complexe de laboratoires, trois visites commerciales et un vol financé par des fonds privés vers une orbite terrestre basse.
Boeing a lancé son Starliner dans un avion Vol d'essai sans pilote En décembre 2019, le vaisseau spatial a rencontré des problèmes logiciels et de communication majeurs qui se sont combinés pour entraver la tentative d'amarrage à la station spatiale et ont presque conduit à la destruction du vaisseau de l'équipage.
une Le deuxième vol sans pilote Il a été commandé (et payé par Boeing), mais lors de la fenêtre de lancement d'août 2021, les ingénieurs des fenêtres ont découvert des valves corrodées dans le système de propulsion du vaisseau spatial. La résolution de ce problème a retardé le deuxième vol d’essai jusqu’en mai 2022.
Bien que la mission ait été un succès, d'autres problèmes ont été découverts, notamment des problèmes de parachute et des inquiétudes concernant la possibilité que le ruban de protection enroulé autour du câblage interne s'enflamme. La correction de ces problèmes et la recherche d'une place pour la visite dans le programme de vol complexe de la station spatiale ont finalement retardé le test en vol de l'équipage au 6 mai.
Accorder Problèmes récents Avec des avions Boeing qui ont soulevé des questions sur l'entreprise Culture de sécuritéLe test en vol réussi de l'équipage est considéré par beaucoup comme une étape cruciale pour Boeing et le programme d'équipage commercial de la NASA.
Pour sa part, Wilmore a déclaré qu'il ne considérait pas le lancement du Starliner dans le contexte des problèmes de l'avion largement rapportés par Boeing.
NASA
« Je ne pense pas qu'il s'agisse nécessairement de Boeing ou d'un vol », a-t-il déclaré. « Ils sont tous d'une importance vitale. Il s'agit des vols spatiaux habités. Cet adage que vous avez entendu depuis Apollo 13, selon lequel l'échec n'est pas une option ? Cela n'a rien à voir spécifiquement avec Boeing ou ce programme. Ce sont toutes les choses que nous faisons dans l'espace humain. vol spatial. » .
« Donc, ce n’est ni plus ni moins important que tout ce que nous faisons », a-t-il déclaré. « Il se trouve que c'est la chose la plus importante que nous faisons en ce moment. »
« Le succès de cette mission a toujours été très important pour nous en tant que programme pour de nombreuses raisons », a reconnu Mark Nappi, responsable du programme Starliner de Boeing.
« Premièrement, nous avons des humains qui pilotent ce véhicule », a-t-il déclaré. « Nous prenons cela très au sérieux dans le domaine des vols spatiaux habités. J'ai passé ma carrière dans ce secteur et cela a toujours été en tête de liste. »
« Deuxièmement, il s'agit d'une capacité importante pour nous et pour la NASA, c'est pourquoi nous nous sommes engagés à le faire, et nous allons le faire et y parvenir. Je n'y pense donc pas en termes de ce qui est important pour Boeing. autant j'y pense en termes de ce qui est important pour ce programme, ce qui est important « Donner suite aux engagements que nous avons pris envers nos clients ».
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La synthèse de deux nouveaux carbures offre une perspective sur la manière dont les structures carbonées complexes existent sur d'autres planètes
Structure cristalline de HP-CaC2 Avec une moyenne cumulative de 44(1). Modèle boule-et-bâton avec cellule unitaire définie ; Les atomes de calcium apparaissent sous forme de sphères blanches et les atomes de carbone sous forme de sphères rouges et bleues sur deux sites cristallographiques distincts, C1 (site Wyckoff de 4 g) et C2 (4 h), respectivement. (b) Géométrie d'un nanoruban polyacyne déprotoné ; Les distances C–C et les angles sont étiquetés CCC. Les coupes efficaces de la fonction de localisation électronique (ELF) calculée sont représentées dans des plans perpendiculaires (c) et parallèles (d) aux nanorubans de polyacène. crédit: Communications naturelles (2024). est ce que je: 10.1038/s41467-024-47138-2
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Structure cristalline de HP-CaC2 Avec une moyenne cumulative de 44(1). Modèle boule-et-bâton avec cellule unitaire définie ; Les atomes de calcium apparaissent sous forme de sphères blanches et les atomes de carbone sous forme de sphères rouges et bleues sur deux sites cristallographiques distincts, C1 (site Wyckoff de 4 g) et C2 (4 h), respectivement. (b) Géométrie d'un nanoruban polyacyne déprotoné ; Les distances C–C et les angles sont étiquetés CCC. Les coupes efficaces de la fonction de localisation électronique (ELF) calculée sont représentées dans des plans perpendiculaires (c) et parallèles (d) aux nanorubans de polyacène. crédit: Communications naturelles (2024). est ce que je: 10.1038/s41467-024-47138-2
Des chercheurs de l'Université de Bayreuth ont acquis de nouvelles connaissances dans le domaine de la chimie du carbone à haute pression : ils ont synthétisé deux nouveaux carbures – des composés de carbone et d'un autre élément chimique – dotés de structures uniques. Les résultats pourraient fournir une explication inattendue de la répartition généralisée des hydrocarbures aromatiques polycycliques dans l’univers. La recherche est publié Dans le magazine Communications naturelles.
Les carbures sont des composés de carbone et d'un autre élément chimique. Les carbures nouvellement synthétisés ressemblent à des composés de type organométallique et pourraient fournir de nouvelles informations sur le comportement de structures carbonées complexes sous des pressions et des températures extrêmement élevées.
La possibilité de l’existence ou de la formation de tels composés dans les conditions intérieures de la planète pourrait avoir des implications importantes pour les sciences de la Terre et l’astrobiologie, où ils pourraient être à l’origine d’hydrocarbures et jouer un rôle dans l’origine de la vie.
Sous la direction du professeur Leonid Dobrovinsky de l'Institut géologique bavarois et du professeur Dr Natalia Dobrovinskaya du laboratoire de cristallographie de l'université de Bayreuth, des recherches sur de nouveaux composés carbonés révèlent qu'ils contiennent des éléments structurels similaires à ceux trouvés dans des composés complexes. composés organiques. Molécules, mais déprotonées (c'est-à-dire qu'elles ne contiennent pas d'hydrogène).
Pour y parvenir, les chercheurs ont utilisé des cellules à enclume en diamant qui ont compressé de minuscules cristaux de carbure de calcium à des pressions de l'ordre du gigapascal à trois chiffres et les ont simultanément chauffés à des températures d'environ 3 000 degrés Celsius. Ces conditions sont cohérentes avec celles trouvées à une profondeur de 2 900 km à l’intérieur de la Terre. Le changement de pression et de température a entraîné la formation de carbure de calcium en deux nouveaux carbures : le polymorphe haute pression de CaC2 Et la Californie3C7.
Structure cristalline du Ca3C7 Avec une moyenne cumulative de 38 (1). Projection de la structure de Ca3C7 le long de l'axe a, en se concentrant sur des chaînes 2D d'atomes de carbone alignées le long de l'axe b. Les atomes de calcium apparaissent sous forme de sphères blanches et les atomes de carbone sous forme de sphères rouges et bleues dans les deux positions cristallographiques distinctes C1 (4c) et C2 (8d), respectivement. Les atomes de carbone, appelés C3(8d) et C4(8d), sont représentés par des sphères grises. (b) Géométrie de la chaîne discrète semi-poly (indénoindène) (p-PInIn) étiquetée avec les distances C-C et les angles C-C-C. c, d Des coupes efficaces de la fonction de localisation électronique (ELF) calculée dans les deux plans différents contenant les chaînes p-PInIn sont présentées. crédit: Communications naturelles (2024). est ce que je: 10.1038/s41467-024-47138-2
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Structure cristalline du Ca3C7 Avec une moyenne cumulative de 38 (1). Projection de la structure de Ca3C7 le long de l'axe a, en se concentrant sur des chaînes 2D d'atomes de carbone alignées le long de l'axe b. Les atomes de calcium apparaissent sous forme de sphères blanches et les atomes de carbone sous forme de sphères rouges et bleues dans les deux positions cristallographiques distinctes C1 (4c) et C2 (8d), respectivement. Les atomes de carbone, étiquetés C3(8d) et C4(8d), sont représentés par des sphères grises. (b) Géométrie de la chaîne discrète semi-poly (indénoindène) (p-PInIn) étiquetée avec les distances C-C et les angles C-C-C. c, d Montrer les sections efficaces de la fonction de localisation électronique (ELF) calculée dans les deux plans différents contenant les chaînes p-PInIn. crédit: Communications naturelles (2024). est ce que je: 10.1038/s41467-024-47138-2
Bien que le polymorphisme haute pression de CaC2 Il a la même composition chimique que la substance primaire, mais en diffère par la disposition spatiale des atomes et par ses propriétés chimiques. Le polymorphe possède des chaînes carbonées qui peuvent exister dans des conditions bien au-delà de celles connues pour exister dans les composés organiques conventionnels.
Il est possible que la formation de tels composés dans les conditions présentes à l’intérieur des planètes ait joué un rôle dans l’origine de la vie, car ils pourraient être à l’origine des hydrocarbures.
Le composé de formule chimique Ca3C7 Ils n’ont jamais été observés auparavant, leur synthèse et l’élucidation de leur structure représentent donc une avancée importante dans la compréhension du comportement des matériaux à base de carbone dans des conditions extrêmes.
« Nos découvertes repoussent non seulement les limites de la chimie connue du carbone, mais offrent également une nouvelle perspective sur la manière dont les structures complexes du carbone existent au plus profond de la Terre et peut-être sur d'autres planètes », a expliqué le professeur Leonid Dobrovinsky, chercheur principal de l'étude. Des cadavres. »
Le professeur Natalia Dobrovinskaya a ajouté : « Les similitudes entre ces carbures à haute pression et les composés organométalliques déprotonés ouvrent des possibilités passionnantes pour la conception de nouveaux matériaux dotés de propriétés électroniques, magnétiques et optiques uniques. »
Plus d'information:
Sayana Kandarkhayeva et al., Extension de la chimie du carbone à haute pression via la synthèse de CaC2 Et la Californie3C7 Avec du polyacène déprotoné et des nanorubans de type poly(indinoindine), Communications naturelles (2024). est ce que je: 10.1038/s41467-024-47138-2
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Les membres de l'équipage à bord de la station spatiale chinoise ont terminé avec succès les réparations après que des débris ont provoqué une panne de courant partielle dans l'installation, ont révélé mercredi des responsables de l'Agence chinoise pour l'espace habité (CMSA) lors d'une conférence de presse.
Les débris spatiaux ont heurté les câbles d'alimentation reliés aux ailes solaires du module central et ont été réparés par les astronautes lors de deux sorties dans l'espace à la station spatiale Tiangong, la plus récente au début du mois dernier.
L'équipage devrait revenir sur Terre le 30 avril après que les opérations de la station auront été transférées à l'équipage entrant de Shenzhou-18. Les médias d'État ont rapporté.
La CMSA s'efforce d'améliorer les procédures d'avertissement et d'évitement des collisions spatiales et a réduit le taux de fausses alarmes de 30 %, ont indiqué des responsables de l'agence. Dans le cadre d'une autre mesure visant à améliorer la sécurité, la caméra haute définition installée sur le bras robotique de Tiangong, ainsi que les caméras portables utilisées par les astronautes lors des sorties dans l'espace, seront utilisées pour examiner attentivement l'état de l'extérieur de la station afin de vérifier et d'analyser toute frappe. Mécanisme d'impact de petits débris.
La station spatiale chinoise orbite à environ 280 milles au-dessus de la Terre et à environ 30 milles au-dessus de la Station spatiale internationale. Cela place les deux installations en orbite proche de la Terre, là où se trouvent la plupart des déchets spatiaux dangereux.
Les débris spatiaux sont constitués de satellites déclassés, de parties de fusées usées et d'un grand nombre de petits fragments résultant de collisions aléatoires impliquant ces objets. Ils voyagent autour de la Terre à une vitesse fulgurante et toute frappe sur l’une ou l’autre station spatiale peut potentiellement causer des dégâts considérables.
Les opérateurs des deux installations orbitales disposent de systèmes pour surveiller les déchets les plus gros, et si l'un d'entre eux est considéré comme étant sur le point d'entrer en collision avec une station, l'installation est déplacée vers une orbite supérieure ou inférieure pour l'éviter.
Lors d'un incident dramatique survenu en 2021, les membres de l'équipage à bord de la Station spatiale internationale ont reçu l'ordre de se réfugier dans leur vaisseau spatial lorsqu'un nuage de débris spatiaux dangereux – créé par un essai antimissile russe qui a détruit un vieux satellite – s'est approché de manière alarmante de la station. . Heureusement, la Station spatiale internationale a pu éviter tout dommage et l'équipage a été autorisé à reprendre ses fonctions normales.
Alors que de plus en plus de déchets spatiaux apparaissent constamment, un certain nombre d'entreprises explorent différentes façons de les éliminer afin de rendre les opérations en orbite proche de la Terre plus sûres, non seulement pour les stations spatiales, mais également pour les satellites opérationnels qui alimentent les services vitaux sur Terre. .
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