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L’énorme fusée de la NASA à destination de la Lune n’a plus qu’un seul test majeur à effectuer avant son lancement – et à moins de problèmes majeurs, l’agence est sur la bonne voie pour atterrir sur la Lune avec un équipage en 2025.
voyage flashy
Une seule fusée – la Saturn V – a transporté des humains hors de l’orbite terrestre basse, et la NASA a pris sa retraite en 1973 après la dernière mission Apollo. En 2011, il a commencé à développer Système de lancement spatial (SLS) Être le prochain Une fusée pour emmener les humains sur la lune et au-delà.
Une fois terminée, la SLS sera la fusée la plus puissante jamais construite, générant 15 % de poussée en plus au lancement que la Saturn V. C’est aussi l’une des plus grandes, mesurant 322 pieds de haut et pesant 5,5 millions de livres au lancement (la Saturn V mesurait 363 pieds et pesait 6,2 millions de livres au lancement).
La NASA a déjà passé une réflexion incroyable 23 milliards de dollars le développement du SLS et les lancements devraient coûter 4,1 milliards de dollars chacun. Plus de 1 100 entreprises ont contribué au développement du missile avec Boeing Prendre la part du lion des travaux (et du financement).
Concept d’artiste pour SLS. Crédit : NASA/MSFC
Pourquoi ce gros ?
Plus la destination est éloignée, plus Plus rapide La fusée doit voyager pour y arriver – pour faire un voyage en orbite terrestre basse, disons, une vitesse de 17 400 mph ferait l’affaire, mais pour se libérer de la gravité terrestre et atteindre la lune, la fusée devrait franchir 25 000 mph.
La quantité de carburant nécessaire pour atteindre ces vitesses dépend du poids de la charge utile. Petit satellite ? Moins de carburant. Mais 36 tonnes Gélule d’OrionContenant quatre astronautes et leurs fournitures ? Plus de carburant. une Beaucoup Suite.
Plus de carburant signifie des conteneurs de stockage de carburant plus grands, alors le poids du carburant et de ces conteneurs doit être pris en compte dans l’équation de vitesse, ce qui signifie que vous avez besoin Plus de carburant Pour lever votre missile pour atteindre la vitesse cible.
C’est pourquoi la NASA a besoin d’une fusée de 2 750 tonnes plus haute que la Statue de la Liberté pour envoyer quatre astronautes sur la Lune.
Le SLS est légèrement plus petit que le Saturn V, mais nettement plus puissant. crédit : Nasa
Pourquoi revenir en arrière ?
La NASA n’a fait aucune tentative réelle pour retourner sur la Lune depuis 1972. Alors pourquoi, 50 ans plus tard, investir autant de temps et d’argent pour y retourner maintenant ?
Science: Les données recueillies au cours des missions Apollo ont été utilisées dans plus de 2500 articles académiquesEt à mesure que notre technologie s’améliore, nous recueillons plus d’informations à partir des échantillons que les astronautes d’Apollo ont apportés sur Terre.
« À de très rares exceptions près, aucune autre expédition scientifique ne produirait autant de science… ces roches lunaires n’ont pas encore livré tous leurs secrets, et elles n’abandonneront probablement pas dans 50 ans », a déclaré Michael Sharra, conservateur de le Muséum américain d’histoire naturelle, Il a dit en 2019.
Voici le kicker : seuls les astronautes d’Apollo ont découvert 5% de la surface de la lune.
Cela signifie que nous ne sommes même pas près d’épuiser le potentiel scientifique de la lune – en l’étudiant, les scientifiques s’attendent à en savoir plus sur la lune elle-même, notre système solaire et Terrey compris sa formation précoce et peut-être comment la vie y a évolué.
l’argent: La science n’est pas le seul avantage potentiel de retourner sur la lune – il y a une possibilité Exploitation minière Des ressources précieuses sur la lune, notamment :
éléments de terres rares : celles-ci 17 articles – Utilisé pour fabriquer des batteries pour les voitures électriques, les smartphones, les satellites, etc. – Très demandé et difficile à extraire sur Terre.
Hélium 3 : L’isotope hélium-3 – qui est rare sur Terre mais abondant sur la Lune – est considéré comme l’isotope carburant parfait pour la fusion nucléairela source d’énergie propre qui pourrait mettre fin à notre dépendance aux combustibles fossiles nocifs pour le climat (si nous pouvions les utiliser).
l’eau: Nous avons beaucoup d’eau sur Terre, mais l’extraire sur la Lune pourrait épargner à la NASA un processus coûteux de la déplacer de la Terre pour que les astronautes l’utilisent. L’eau de lune peut aussi être transformé en carburant de fuséeÉconomisez le coût d’envoi de carburant pour un voyage de retour sur la Lune – ou sur Mars.
Mars En parlant de cela, le prochain objectif majeur de la NASA dans l’exploration spatiale habitée est de mettre des gens sur Mars. Le vol durera environ sept mois et la NASA prévoit de garder les astronautes sur la planète rouge pendant environ un an avant le long voyage de retour.
La NASA veut utiliser la lune comme fichier un examen En ce qui concerne les systèmes et les processus que vous prévoyez d’utiliser sur les bases martiennes – après tout, il vaut mieux savoir que quelque chose ne fonctionne pas lorsque les astronautes ne sont qu’à 240 000 miles de la Terre – à plus de 140 millions de miles.
Compte à rebours final
Le plan initial de la NASA était de lancer le SLS en 2016, mais plusieurs retards ont retardé le calendrier. Le 18 mars, l’agence annonce que la fusée est enfin mise en place sur le pas de tir du Kennedy Space Center pour l’ultime test avant lancement : la répétition.
Tout comme lors de la répétition d’une pièce de théâtre, lors d’une répétition de fusée, l’équipage passe par tous les mouvements du lancement pour résoudre tout problème potentiel avant la date prévue du spectacle. « Mouillé » fait référence au chargement du carburant pendant l’exercice (la répétition « à sec » n’inclut pas le propulseur).
La répétition devait se dérouler du 1er au 3 avril, mais a été interrompue le deuxième jour en raison de la météo, puis arrêtée le troisième jour pour dépannage avec deux ventilateurs. Reprise le 4 avril, mais c’était arrêter à nouveauCette fois à cause de problèmes de valves.
Pendant la répétition de la tenue humide SLS, la NASA passera en revue tous les mouvements de lancement pour explorer tout problème potentiel.
On ne sait pas encore quand la NASA tentera à nouveau l’exercice – le plus proche qui puisse arriver est 9 avril – mais une fois terminé, la prochaine étape consistera à utiliser le SLS pour envoyer une capsule Orion sans pilote sur un vol autour de la Lune.
Cela pourrait arriver dès juin 2022, et une mission en orbite autour de la lune Avec Il pourrait être suivi par un équipage dès 2024.
La NASA espère lancer à nouveau un deuxième SLS avec équipage en 2025. La capsule Orion transportera B Péniche de débarquement SpaceX Attendez dans l’orbite de la lune. L’atterrisseur enverra ensuite deux membres d’équipage sur la surface lunaire – plus de 50 ans après la dernière fois que la NASA a mis des bottes sur la Terre lunaire.
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Les capteurs de rayons X et de transition de SSRL révèlent des informations sur les diamants de taille nanométrique cachés sous la couche de silice. Les électrons irradiés s’échappent de la surface du nanodiamant, traversent la silice et sont collectés sous forme de signaux. Plus le revêtement est épais, moins les électrons atteignent la surface. Comprendre la chimie des couches de silice aidera les chercheurs à améliorer les coques de silice et à expérimenter d’autres matériaux comme revêtements, élargissant ainsi les applications des nanodiamants dans l’informatique quantique et le biomarquage. Crédit : Greg Stewart/Laboratoire national des accélérateurs du SLAC
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Les capteurs de rayons X et de transition de SSRL révèlent des informations sur les diamants de taille nanométrique cachés sous la couche de silice. Les électrons irradiés s’échappent de la surface du nanodiamant, traversent la silice et sont collectés sous forme de signaux. Plus le revêtement est épais, moins les électrons atteignent la surface. Comprendre la chimie des couches de silice aidera les chercheurs à améliorer les coques de silice et à expérimenter d’autres matériaux comme revêtements, élargissant ainsi les applications des nanodiamants dans l’informatique quantique et le biomarquage. Crédit : Greg Stewart/Laboratoire national des accélérateurs du SLAC
Revêtir un objet rare – de minuscules éclats de diamant – avec le sable, l’ingrédient principal, peut sembler inhabituel, mais le résultat final s’avère avoir un certain nombre d’applications précieuses. Le problème est que personne ne sait avec certitude quel est le lien entre les deux substances.
Aujourd’hui, des chercheurs de l’Université d’État de San Jose (SJSU) rapportent dans la revue ACS Au Nanoscience Les groupes chimiques d’alcool à la surface du diamant sont responsables des coquilles de silice avantageusement uniformes, un résultat qui pourrait les aider à créer de meilleurs nanodiamants recouverts de silice, de minuscules outils avec des applications allant du biomarquage des cellules cancéreuses à la détection quantique.
L’équipe a révélé le mécanisme de liaison grâce aux puissants rayons X générés par la source de lumière à rayonnement synchrotron de Stanford (SSRL) du laboratoire national des accélérateurs SLAC du ministère de l’Énergie.
« Maintenant que nous connaissons ces détails plus fins – comment fonctionne la liaison plutôt que de simplement deviner – nous pouvons mieux explorer de nouveaux systèmes hybrides de diamants », déclare Abraham Woollcott, chercheur principal de l’étude et professeur au SJSU.
Une grande partie du travail de Woolcott concerne les nanodiamants, qui sont des diamants synthétiques qui se décomposent en morceaux si petits qu’il en faudrait 40 000 pour couvrir la largeur d’un seul cheveu humain. En théorie, les nanodiamants ont des réseaux de carbone parfaits, mais parfois un atome d’azote s’y infiltre et remplace l’atome de carbone à côté de l’atome de carbone manquant. Techniquement, c’est un défaut, mais il est utile, car le défaut réagit aux champs magnétiques, aux champs électriques et à la lumière, le tout à température ambiante, ce qui signifie que les nanodiamants ont de nombreuses applications.
Ils peuvent être utilisés comme qubits, unité de base d’un ordinateur quantique. Frappez-le avec une lumière verte et il brille en rouge afin que les biologistes puissent le mettre dans des cellules vivantes et le suivre à mesure qu’il se déplace. Mais les scientifiques ne peuvent pas facilement programmer les nanodiamants pour qu’ils aillent où ils veulent, car les bords des diamants sont pointus et peuvent briser les membranes cellulaires.
Le recouvrir de silice résout les deux problèmes. La silice forme une croûte lisse et uniforme qui recouvre les arêtes vives. Cela crée également une surface modifiable, que les scientifiques peuvent décorer avec des étiquettes pour diriger des molécules vers des cellules spécifiques, telles que des cellules cancéreuses ou des neurones. « Le diamant en coquille de silice devient un système contrôlable », a déclaré Woolcott.
Mais les scientifiques ont été en désaccord pendant un certain temps sur la façon dont cette coquille s’est formée, a déclaré Wolcott. Son équipe a montré que l’hydroxyde d’ammonium combiné à l’éthanol, des produits chimiques généralement inclus dans le processus de revêtement, produisent de nombreux groupes alcool à la surface du nanodiamant, et ces alcools facilitent la croissance de la coque.
« Personne n’a été capable de l’expliquer depuis plus de 10 ans, mais nous avons pu extraire cette information », a déclaré Woolcott.
Après avoir étudié les particules à l’aide de microscopes électroniques à transmission à la fonderie moléculaire du laboratoire national Lawrence Berkeley du ministère de l’Énergie, les chercheurs ont projeté des rayons X SSRL sur les nanodiamants pour explorer les surfaces cachées sous la couche de silice.
Le capteur de transition de SSRL, un thermomètre ultra-sensible qui collecte les changements de température et les convertit en énergies de rayons X, a révélé les groupes chimiques présents à la surface des nanodiamants.
En utilisant une deuxième technique – la spectroscopie d’absorption des rayons X (XAS) – l’équipe a généré des électrons en mouvement à la surface du nanodiamant, puis les a capturés alors qu’ils traversaient la coque de silice et s’échappaient. Plus le revêtement est épais, moins les électrons atteignent la surface. Les signaux étaient un petit ruban à mesurer, indiquant l’épaisseur de la couche de silice à l’échelle nanométrique.
« XAS est puissant car vous pouvez détecter quelque chose de submergé ou caché, comme un diamant sous une coquille de silice », a déclaré Woolcott. « Les gens n’ont jamais fait cela avec des nanodiamants auparavant, donc en plus de découvrir le mécanisme de liaison, nous avons également montré que le XAS est utile aux scientifiques des matériaux et aux chimistes. »
À l’avenir, Woolcott, connu pour offrir des opportunités de recherche pratique, souhaite que les étudiants travaillent sur le revêtement des nanodiamants avec d’autres matériaux. Par exemple, le titane, le zinc et d’autres oxydes métalliques peuvent ouvrir de nouveaux horizons dans les applications de détection quantitative et de biomarquage.
« Les nanodiamants sont des micro-outils étonnants avec des applications immédiates », a déclaré Karen Lopez, Ph.D., professeur de génie biomédical. étudiant à l’Université de Californie à Irvine, qui, comme les autres auteurs du SJSU, a travaillé sur l’étude en tant qu’étudiant de premier cycle. « Maintenant que nous comprenons comment se forme la croûte de silice, nous pouvons commencer à l’améliorer et à l’étendre à d’autres types de matériaux. »
Plus d’information:
Birla J. Sandoval et al., Diamants quantiques sur la plage : aperçus chimiques de la croissance de la silice sur les nanodiamants à l’aide de la caractérisation et de la simulation multimodales, ACS Au Nanoscience (2023). DOI : 10.1021/acsnanoscienceau.3c00033
Un léger « pont » de gaz relie deux galaxies en collision dans une nouvelle image prise par le télescope spatial Hubble.
Le système Arp 107 comprend une paire de galaxies en train de fusionner. Elle est située à environ 465 millions d’années-lumière de nous AtterrirLe duo galactique est relié par un faible flux de poussière et de gaz.
HubbleIl s’agit d’une mission conjointe dirigée par la NASA et Agence spatiale européenne, capturez cette nouvelle vue d’Arp 107 à l’aide de la caméra Advanced Surveys. La plus grande galaxie, capturée à gauche de l’image, présente un grand bras en spirale qui s’incurve autour du noyau de la galaxie. Ce monde cosmique est connu sous le nom de Galaxie Seyfert et abrite un noyau galactique actif.
à propos de: Les meilleures photos du télescope spatial Hubble jamais vues !
« Les galaxies de Seyfert sont remarquables car, malgré l’énorme luminosité du noyau actif, le rayonnement de la galaxie entière peut être observé », ont déclaré les responsables de l’ESA dans leur rapport. un permis. « Cela est clairement visible sur cette image, où les spirales de la galaxie entière peuvent être facilement vues. »
Les noyaux galactiques actifs présentent une lueur intense associée à la chute de matière dans la galaxie massive Le trou noir Au centre de la galaxie. En fait, le rayonnement émis par un noyau galactique actif peut éclipser la lumière combinée de toutes les étoiles de sa galaxie hôte.
Le bras spiral brillant de la galaxie est parsemé de bourgeons brillants étoilesles naissances d’étoiles sont alimentées par la source abondante de matière extraite du plus petit compagnon galaxievisible en bas à droite de l’image.
La plus petite galaxie semble avoir un noyau brillant, mais des bras spiraux relativement faibles à mesure qu’elle est absorbée par la plus grande galaxie. Flux de matériaux de connexion Fusionner les galaxies Il pend délicatement sous la paire sur la nouvelle image de Hubble, publiée par l’Agence spatiale européenne le 18 septembre.
Arp 107 appartient à un groupe de galaxies connu sous le nom d’Atlas des galaxies exotiques, compilé en 1966 par Halton Arp. La nouvelle image de Hubble a été prise dans le cadre d’une initiative plus large visant à observer les membres peu étudiés du catalogue Arp.
« Une partie de l’objectif du programme de surveillance était de fournir au public des images de ces monuments époustouflants et difficiles à identifier. GalaxiesL’Agence spatiale européenne a déclaré dans le communiqué.
Grâce à une savante combinaison de photographies de deux appareils photo différents, une nouvelle image impeccable de la NASA a capturé un cratère sur la lune qui n’a pas vu la lumière du jour depuis des milliards d’années.
L’ancien cratère, connu sous le nom de cratère Shackleton, est situé dans la partie montagneuse du pôle sud de la Lune, où, en raison de l’inclinaison de la Lune, la lumière du soleil n’éclaire que les collines et les sommets les plus élevés.
Le reste de la région est en grande partie à l’ombre, créant des « pièges froids » où l’eau ou la glace peuvent se cacher du soleil… et des yeux des astronomes curieux.
Chaîne de montagnes Shackleton Crater éclairée par la lumière du soleil. (NASA/GSFC/Université d’État de l’Arizona)
C’est un monde inexploré et les experts cherchent désespérément à en savoir plus, d’autant plus qu’il semble être un endroit approprié pour l’eau sous forme de glace.
Le centre sombre du cratère ShackletonIl accueille des températures extrêmement froides qui ne dépassent pas -173°C (ou -280°F). Si la zone contenait autrefois de la vapeur d’eau provenant d’un ancien impact de comète, elle est désormais gelée, peut-être sous la surface, hors de vue.
Astronomes en Chine Plan Envoyer une petite sonde volante dans le cratère en 2026 pour rechercher des traces de glace d’eau à la surface de la Lune. Pendant ce temps, la NASA s’appuie sur des « lunettes de nuit » pour scruter l’obscurité perpétuelle.
L’appareil spécialement conçu est connu sous le nom de ShadowCam et a été lancé en orbite à bord d’un avion. Satellite coréen en août 2022.
Les premières images sont désormais partagées, offrant au monde terrestre une vue inédite du satellite voisin de chez nous.
Shackleton Crater photographié par ShadowCam et la caméra Lunar Reconnaissance Orbiter. (NASA/CARY/Université d’État de l’Arizona)
ShadowCam est plus de 200 fois plus sensible à la lumière dans les zones ombragées que les autres caméras lunaires. Il représente la surface sombre par S’appuyer sur la « lumière de la terre »C’est un reflet de la lumière de notre planète qui éclaire la lune. La caméra utilise également la réflexion de la lumière du soleil provenant des montagnes et des collines sur la lune elle-même.
Malheureusement, la conception entraîne une sursaturation lors de la photographie de zones lumineuses.
Plus tôt cette année, par exemple, des scientifiques de la NASA ont tenté d’utiliser ShadowCam pour capturer le cratère Shackleton, ce qui n’est arrivé que Il a trois points Qui reçoit la lumière du soleil environ 90 pour cent de l’année. Ces parties ensoleillées ont finalement été blanchies, comme indiqué ci-dessous.
Cratère Shackleton photographié par ShadowCam en avril 2023. (NASA/KARI/ASU)
L’équipe ShadowCam a désormais pris en compte cette perte de détails en créant une image mosaïque.
Lorsque les zones saturées et éclairées par le soleil de ShadowCam sont remplacées par des photographies d’autres caméras lunaires en orbite, la scène entière peut être capturée avec des détails époustouflants et jamais vus auparavant.
« Avec chaque caméra optimisée pour les conditions d’éclairage spécifiques trouvées à proximité des pôles de la Lune, les analystes peuvent combiner les images des deux instruments pour créer une carte visuelle complète du terrain et des caractéristiques géologiques des parties les plus lumineuses et les plus sombres de la Lune. » est en train de lire Communiqué de presse de la NASA.
