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28 octobre 2016 5 28 /10 /octobre /2016 00:42

 

J’en avais parlé dans l’article précédent sur l’arrivée « mouvementée » Schiaparelli à la surface de Mars, le 19 octobre 2016 : après les images de la caméra CTX, la sonde MRO devait repasser au-dessus du site du crash pour permettre à la caméra HiRISE de prendre des images à plus haute résolution.

C’est fait ! La NASA vient de les publier. Elles ont été reprises sur le site de l’Agence Spatiale Européenne.

 

Schiaparelli - Mars - MRO - HiRISE - Impact - Cratère - Parachute - Bouclier - NASA - ESA

Le site du crash de l’EDM Schiaparelli. Image acquise par la caméra HiRISE
de la sonde MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) le 25 octobre 2016.
Crédit: NASA/JPL - Caltech/Univ. of Arizona

 

Un nouveau cratère

En pratique, trois impacts sont visibles, espacés d’environ 1,5 km. La zone sombre, d’environ 2,5 mètres de diamètre, correspond au cratère d’impact de l’atterrisseur. Sa masse était de 300 kg. On distingue les projections de matière. Les spécialistes estiment que la profondeur du cratère est d’environ 50 cm.

A l’est, l’objet avec des points clairs entourés d’une zone sombre est certainement le bouclier thermique. Les points lumineux doivent correspondent à des réflexions de la lumière solaire. Au sud, il s’agit vraisemblablement du parachute et du bouclier arrière (2,4 mètres de diamètres).

Pour être précis, la luminosité et le contraste ont été ajustés séparément pour chacune des trois vignettes de l’image, pour faciliter son interprétation visuelle. La luminosité du parachute est bien plus élevée que le reste de l’environnement martien et les pixels paraissent saturés.

 

MRO - Schiaparelli - HiRISE - Crash - Cratère - Parachute - EDM - bouclier - ESA - NASA - JPL

Zoom sur les trois vignettes du site du crash de l’EDM Schiaparelli. Extraits de l’image acquise
par la caméra HiRISE de la sonde MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) le 25 octobre 2016.
Crédit: NASA/JPL - Caltech/Univ. of Arizona

 

Quelque chose qui ne tourne pas rond

Après le freinage atmosphérique, la descente devait être pratiquement à la verticale, d’où un impact de forme symétrique. La forme asymétrique de l’impact ainsi que la longue trace arrondie sombre, qui n’existait pas avant l’impact, n’est pas encore expliquée. Une hypothèse : il pourrait s’agir de l’explosion dans une direction privilégiée du réservoir d’hydrazine, projetant des débris dans cette direction. Cela reste à confirmer

L’image présentée ici est panchromatique. De nouvelles observations avec les canaux multispectraux de la camera HiRISE sont prévues pour fournir une information en couleur. Il est également prévu de procéder à des prises de vue stéréo pour évaluer le relief de la zone et la profondeur du cratère.

 

MRO - Caméra CTX - Schiaparelli - Landing site - Crash - NASA - JPL - ESA - Mars - EDM

Photomontage des images acquises par la caméra CTX de la sonde MRO.
Crédit: NASA/JPL

 

Verre à moitié vide ou verre à moitié plein

Echec, succès partiel, succès presque total… Vous trouverez beaucoup de points de vue différents exprimés sur Internet.

Selon l’analyse des télémesures reçues avant l’impact, on peut affirmer que la manœuvre de séparation et la rentrée atmosphérique se sont déroulées nominalement et ont permis d’acquérir des mesures importantes pour la suite du programme ExoMars.

C’est au cours des dernières minutes que les anomalies sont apparues, 4 minutes et 41 secondes après le début de la descente dans l'atmosphère, qui a duré presque 6 minutes.

Selon un article de la revue Nature, Andrea Accomazzo, directeur de la division des missions solaires et planétaires de l’ESA, évoque la possibilité, à confirmer, d’un dysfonctionnement logiciel (un bug) ou d’un problème de combinaison de mesures qui aurait abouti à une mauvaise estimation de l’altitude : le calculateur de Schiaparelli aurait estimé que l’engin était plus proche du sol qu’il ne l’était en réalité. Une « intuition » qui demandera à être confirmée par des analyses plus poussées de la séquence d’atterrissage.

Les rétrofusées de Schiaparelli n'ont ainsi fonctionné que 3 secondes. Les instruments de mesure ont même été activés (comme cela était prévu après l’atterrissage), alors que Schiaparelli était encore loin du sol

Un rapport détaillé de la commission d’enquête, attendu mi-novembre, devrait confirmer ces hypothèses et fournir des explications plus complètes

 

Go pour TGO : feu vert autour de la planète rouge

De son côté, l’orbiter TGO (Trace Gas Orbiter), en orbite autour de Mars, fonctionne nominalement et les scientifiques se préparent à effectuer les premières mesures de calibration à partir du 20 novembre.

Après l’échec partiel de Schiaparelli, les commentaires se veulent rassurants sur les suites à donner au programme de coopération Europe – Russie Exomars et au rover  2020. On a saura certainement bientôt davantage dans le cadre des discussions préparatoires à la conférence ministérielle de l’ESA qui aura lieu les 1er et 2 décembre 2016 en Suisse (à Lucerne).

 

EXoMars 2016 - TGO - Trace Gas Orbiter - Vue d'artiste - Mars - Orbite - Atmosphère - ESA

Vue d’artiste de la sonde TGO (Trace Gas Orbiter) autour de Mars.
Crédit: ESA

 

En savoir plus :

 

 

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21 octobre 2016 5 21 /10 /octobre /2016 22:39

 

Schiaparelli - ESA - EDM - Cratère d'impact et parachute - MRO - Camera CTS - NASA - ESA - 20 octobre 2016

 

Le point d’impact de la sonde Schiaparelli et son parachute vus par la caméra
CTX de MRO. Image acquise le 20 octobre 2016. Crédit image : NASA/JPL-Caltech/MSSS

 

Octobre rouge

L’image provient de la sonde américaine MRO (Mars Reconnaissance Orbiter). Elle a été prise par la caméra CTX (Context Camera) le 20 octobre 2016. La comparaison avec une image acquise fin mai confirme que le point sombre et le point blanc sont apparus récemment à la surface de Mars. Il s’agit très vraisemblablement du cratère d’impact de la sonde européenne et de son parachute (12 mètres de diamètre).

 

Schiaparelli - EDM - Vu par la sonde MRO - Avant - après - Crash - NASA - ESA

Animation GIF combinant deux images prises par la sonde MRO. La première image date du
29 mai 2016. La seconde a été acquise le 20 octobre 2016, le lendemain de la tentative d’atterrissage
de la sonde Schiaparelli à la surface de Mars. Crédit image : NASA/JPL-Caltech/MSSS

 

Pas de rebonds cette fois...

L’image de référence acquise le 29 mai 2016 peut être consultée ici.

L’image principale couvre une zone d’environ 4 km de côté, située approximativement à 2° de latitude sud et 6° de longitude ouest, dans la région nommée Meridiani Planum. La zone entourée d’un rectangle noir est agrandie dans la partie droite de l’image. Pour fixer les idées, la zone d’impact a une forme elliptique (15 mètres sur 40 environ). Sa taille permet d’exclure que ce soit l’impact du bouclier thermique de Schiaparelli

Construite par la société Malin Space Science Systems, CTX (Context Camera) est un instrument à champ relativement large (30 km de fauchée) et à résolution moyenne (6 mètres) qui est embarquée sur la sonde MRO. Sa focale est de 350 mm et son champ de vue de 6°. Elle travaille en mode panchromatique uniquement (entre 0,5 µm et 0,8 µm).

CTX fait des prises de vue stéréoscopiques mais sert surtout à identifier des zones d’intérêt pour des prises de vue à plus haute résolution.

 

Les bonnes résolutions pour la rentrée (atmosphérique)

C’est le rôle de la caméra HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment). Elle produit des images à 30 cm de résolution au sol dans trois bandes spectrales à partir de l’orbite de MRO à 300 km d’altitude. Le champ de vue est évidemment beaucoup plus étroit (1.14° x 0.18°) soit 1,2 km de fauchée.

La NASA et le JPL (Jet Propulsion Laboratory) vont très certainement utiliser la confirmation de la zone du crash de Schiaparelli pour programmer la caméra HiRISE de MRO et obtenir des images beaucoup plus détaillées (20 fois plus résolues) du cratère d’impact de Schiaparelli. Cela permettra peut-être de mieux comprendre ce qui s’est passé pendant la descente de la sonde européenne.

 

Mars en mars

Lancée le 12 août 2005, la sonde MRO est en orbite autour de Mars depuis le 10 mars 2006.

Les lecteurs fidèles du blog Un autre regard sur la Terre se souviennent peut-être que MRO avait fourni des images pendant l’atterrissage sur Mars de la mission MSL Curiosity en août 2012.

MRO avait également permis de retrouver la trace de la sonde anglaise Beagle 2, perdue également pendant sa descente vers la surface de Mars.

 

Mars - Beagle 2 vu par la sonde MRO - NASA - Décembre 2014

 

 

 

 

L'atterrisseur anglais Beagle 2 retrouvé par la caméra HiRISE de la sonde MRO
en décembre 2014. Beagle avait tenté d'atterrir le 25 décembre 2003. 
Crédit image : NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona/University of Leicester

 

Il commence à y avoir un paquet de trucs abandonnés à la surface de Mars… Une première version du Terraforming envisagé par Elon Musk ?

 

Plus dure sera la chute...

Schiaparelli est rentré dans l’atmosphère de Mars le 19 octobre à 14:42. Le début de la descente (6 minutes environ au total) s’est bien passé mais le contact radio a été perdu un peu avant le moment prévu pour l’atterrissage. Les experts de l’ESA analysent les télémesures enregistrées par TGO (Trace Gas Orbiter) qui a fait le voyage depuis la Terre avec Schiaparelli avant de le larguer.

Après un premier freinage par le bouclier thermique, le parachute s’est ouvert après séparation du bouclier arrière. La dernière partie de la descente devait être freinée par neuf moteurs à réaction servant de rétrofusées jusqu’à l’atterrissage.

C’est à confirmer par les expertises mais il semblerait, d'après un communiqué de l'ESA, que l'ouverture du parachute ait eu lieu trop tôt (à haute vitesse) et que les moteurs aient été éteints prématurément, à une altitude de 2 à 4 kilomètres, entraînant une accélération de la vitesse (supérieure à 300 km/h au moment de l’impact).

 

En savoir plus :

 

 

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29 septembre 2016 4 29 /09 /septembre /2016 15:09

 

This is the end, beautiful friend
This is the end, my only friend, the end Of our elaborate plans,
the end Of everything that stands, the end No safety or surprise,
the end I'll never look into your eyes, again

The Doors

 

 

Rosetta - Fin de mission - site atterrissage - Landing site - Grand final - Baiser - Adieux de Rosetta - ESA - Philae

La dernière image de la comète Churyumov-Gerasimenko transmise par Rosetta ?
Si tout se passe bien, ce devrait être une photographie très détaillée du petit lobe,
là où la sonde doit terminer sa mission. Crédit : ESA

 

Plongeon au ralenti

Toutes les bonnes choses ont une fin : pour Rosetta, ce sera vendredi 30 septembre. Après plus de deux ans en orbite autour de la comète Churyumov-Gerasimenko. Grand plongeon, « Grand finale » ou un nouveau type de rendez-vous à 3, pour rejoindre Philae en se posant sur le noyau de la comète. Il s’agit d’une descente contrôlée. L’impact est prévu à 13:20 en heure française à plus ou moins 20 minutes près.

 

La fin d’une mission exceptionnelle

Depuis le 12 novembre de la même année, ce sont d’abord les aventures de Philae et ses multiples rebondissements qui ont retenu l’attention des medias et du public.

De son côté, la sonde Rosetta a réussi une extraordinaire moisson scientifique depuis son arrivée au voisinage de CG/67P en août 2014. La fin du mois de septembre va être l’occasion de braquer les projecteurs sur la partie principale de la mission et de lui rendre hommage.

La collecte de mesures va se poursuivre jusqu’au bout : les scientifiques ont choisi comme site d’atterrissage un endroit baptisé Ma’at à la surface du petit lobe de la comète Churyumov-Gerasimenko (la tête). La raison ? Continuer la science : à cet endroit se trouvent de nombreux trous actifs, avec des jets de poussières. Certains des puits atteignent 100 mètres de diamètre et 50 à 60 mètres de profondeur. Des contraintes opérationnelles ont également guidé ce choix.

Les scientifiques pensent que la structure grumeleuse des parois de ces puits pourrait être la signature des premiers “cometesimals” qui se sont assemblés pour créer le noyau de la comète au moment de la formation du système solaire.

Le site d’atterrissage visé, à l’intérieur d’une ellipse d’incertitude de 700 x 500 m, est à proximité d’un grand trou de 130 mètres de diamètre que les membres de la mission ont baptisé Deir el-Medina, du nom de l’ancienne ville égyptienne. Quand on travaille sur Rosetta, on ne se refait pas ! L’Egypte, l’archéologie, la pierre de Rosette restent les marqueurs de la mission européenne.

 

Rosetta - OSIRIS - CG67P - Landing site - plongeon final - Adieux de rosetta - fin de mission - ESA - succes europeen - The end

Image du petit lobe de la comete acquise par la camera OSIRIS. Credit : ESA

 

Depuis le 9 août, la trajectoire de Rosetta a été modifiée pour abaisser progressivement son altitude, permettant à la caméra OSIRIS de réaliser les prises de vue les plus détaillées à ce jour. Juste avant les dernières manœuvres précédent l’impact, Rosetta « volera » tres pres de la surface.

 

Rosetta - Dernieres manoeuvres - Collision manoeuvre - Transfer manoeuvre - Impact on comet - Post flyover - 24 September - 30 september - ESA

Les dernieres manoeuvres avant le rendez-vous avec la comete et Philae. Credit image : ESA

 

Chute (presque) libre, en douceur…

La dernière phase d’approche n’est pas une partie de plaisir. Même si les équipes opérations de l’ESA manoeuvrent Rosetta depuis deux ans autour de la comète, les calculs et prévision de trajectoire au voisinage de la comète, qui n’est pas vraiment une sphère parfaite, sont un vrai défi pour les spécialistes de « flight dynamics » (mécanique spatiale).

 

Drôle de mécanique spatiale

La distance de la Terre, avec un délai important pour l’envoi des commandes et la réception des mesures, ne simplifie rien.

Le champ de gravité est complexe et demande une modélisation de plus en plus fine. Par prudence, de petites manœuvres sont effectuées suivies de vérifications et, si nécessaire, de corrections. 

Au total, 15 survols à basse altitude ont été réalisés. Le 5 septembre, la sonde était à 3,9 km du centre de masse soit environ 1,9 km de la surface. Les équipes espéraient pouvoir descendre à 1 km.

 

Rosetta - Calcul orbite - Trajectoire - Flight dynamics - Modele gravite - harmoniques - incertitude - ESA - ESOC

A Darmstadt en Allemagne, les equipes de l'ESOC en charge du calcul de la trajectoire. Credit image : ESA

 

Mais le contrôle de la navigation de Rosetta si près de la comète devient très complexe, avec beaucoup de difficultés pour modéliser la trajectoire. Jusqu’à 7 km, un modèle simple (la comète est considérée comme sphérique) fonctionne bien, Plus bas, les irrégularités du champ de gravitation liées à la forme et au relief du noyau compliquent beaucoup les calculs. Comme la sonde n’a jamais volé aussi bas, le champ de gravité précis est mal connu. Si on ajoute les jets de gaz et de poussière, il y a donc une incertitude plus forte sur les impulsions à donner à Rosetta pour contrôler sa trajectoire.

Début septembre, les équipes Flight Dynamics de l’ESA indiquait que l’erreur de pointage de Rosetta atteignait 8°. L’image sur laquelle Philae a été retrouvé est un bon exemple : la prise de vue était programmée pour que le petit atterrisseur soit au centre de l’image. Il apparaît finalement en haut à droite.

 

Final countdown

Le dernier survol a eu lieu le 24 septembre. Rosetta réalise actuelement un série de manœuvres destinées à ajuster la trajectoire de Rosetta dans la direction du site d’impact choisi. La manœuvre de collision vient d’avoir lieu, dans la soirée du 29 Septembre, déclenchant le grand plongeon depuis une altitude de 20 km.

Il s’agit d’une chute libre ou presque libre (l’ESA utilise une expression étonnante : « chute libre contrôlée), en douceur, pour permettre de collecter un maximum de données scientifiques avant l’impact : images, mesures des gaz, des poussières et du plasma à proximité du noyau.

L’heure exacte de l’impact peut encore varier selon la trajectoire effective de Rosetta. Une mise à jour est prévue vendredi matin.

 

Rosetta - Grand final - Fin de mission - Impact comete - The end

Pas de temoin du rendez-vous tant attendu : aucune autre sonde n'est la pour immortaliser
l'evenement et Rosetta n'a pas de canne a selfie. C'est une vue d'artiste. Credit : ESA

 

Le dernier qui part éteint la lumière

Tous les instruments ne seront pas utilisés. Ceux qui ont terminé leurs observations viennent d’être mis définitivement hors tension.

Lorsque les dernières mesures auront été transmises, l’ESA va "éteindre" completement Rosetta, un peu avant l’impact si j’ai bien compris la procedure, pour être sûr de « passiver » la sonde tant qu’elle est encore en été de recevoir des commandes. L’ESA veut éviter tout risque de pollution électromagnétique si des équipements restaient « on » après l’impact.

En tenant compte du temps de propagation des signaux (40 minutes environ), la confirmation devrait être reçue par l’ESOC à Darmstadt en Allemagne à 13:20 CEST.

A la fin, on aura en fait une situation inverse de la sortie d’hibernation en janvier 2014 : tout le monde attendait avec impatience l’apparition d’une raie d’émission sur un analyseur de spectre. Malgré un suspense un peu trop long qui avait inquiété les responsables de la mission Rosetta, le signal tant attendu était apparu sur l’écran. Un trait vert au milieu du bruit, signe d’une émission sur la bonne fréquence porteuse : ce n’est pas très spectaculaire mais le ouf de soulagement était à la hauteur de l’évènement.

 

Rosetta rend l antenne - Porteurse - Carrier - spectre - End of ;ission - Adieu - Dernier tweet - The end - ESA

Une raie et deux lobes secondaires : ce qu'on voit sur un analyseur de spectre quand
Rosetta emet. Vendredi 30, il ne restera que le bruit. Credit image : ESA

 

Farewell Rosetta : du bruit qui fait du bruit...

Vendredi, la raie d’émission va définitivement disparaître.

"This is the end, beautiful friend..."

Le souvenir de Rosetta et Philae va certainement rester gravé dans les mémoires comme un succès extraordinaire de l’Europe spatiale. Succès technique, scientifique mais aussi médiatique avec un impact considérable auprès du grand public, qui semblait jusqu’à présent réservé aux vols habités exceptionnels. L’idée de « personnaliser » Rosetta et Philae sur les réseaux sociaux était assez géniale. Souhaitons que les nouvelles missions scientifiques de l’ESA aient le même impact.

 

Bouquet final

Il faudra encore beaucoup de temps pour exploiter tous les resultats de la mission Rosetta. J'y reviendrai...

En attendant, voici deux illustrations publiees par l'ESA:  la premiere donne quelques chiffres-cles. La seconde montre quelques images de jets de gaz et de poussiere obtenues par la camerq OSIRIS.

 

Rosetta - Bilan - Facts and figures - Faits et chiffres - In a nutshell - Donnees transmises - ESA - Instruments

La mission Rosetta en quelques chiffres. Credit : Agence Spatiale Europeenne

 

Rosetta - Comete - jets de gaz - jets de poussiere - OSIRIS - ESA

Quelques imqges de l'activite de la comete CG/67P vue par la camera OSIRIS de Rosetta.
Credit : Agence Spatiale Europeenne

 

Pour suivra l’évènement...

  • A Guadalajara, à l’occasion de l’IAC 2016, il faudra se lever tôt… Les adieux de Rosetta seront retransmis à partir de 5:30 au matin. Mexican Early birds on twitter…
  • A Paris, un évènement est organisé à la  Cité des sciences et de l’industrie.
  • A Toulouse, la Cité de l’espace organise une manifestation exceptionnelle.
  • L’opération sera également retransmise sur le web.

 

En savoir plus :

 

 

 

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5 septembre 2016 1 05 /09 /septembre /2016 17:48

 

Rosetta a retrouvé Philae - Comète - OSIRIS - Lost comet lander is found - Philae found - ESA - 2 septembre 2016

L’atterrisseur Philae photographié par la caméra OSIRIS de la sonde Rosetta le 2 septembre 2016.
Rosetta est alors à une altitude de 2,7 km. Crédit image : ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA. ESA /Rosetta/NavCam - CC BY-SA IGO 3.0

 

Un nouveau rebondissement

Ce n’est pas le chien de François Hollande qui se serait perdu dans les jardins de l’Elysée.

La scène se passe à 676 millions de kilomètres de la Terre et 550 millions de kilomètres du Soleil. C'est plus loin que l'Elysée...

Il s’agit bien du petit atterrisseur Philae qui s’était posé en novembre 2014 à la surface de la comète Churyumov-Gerasimenko.

En guise d’atterrissage, c'était plutôt une belle démonstration d’une nouvelle discipline olympique : le triple-saut sur le noyau d’une comète.

Après ces rebonds qui avaient eu un écho médiatique extraordinaire, voici un nouveau rebondissement : après une longue traque, on a enfin retrouvé Philae, le plus célèbre des robots spatiaux, presque plus célèbre que R2-D2 le robot de Star Wars.

L’illustration au début de cet article, publiée aujourd’hui par l’Agence Spatiale Européenne, a été réalisée à partir d’une image prise le 2 septembre 2016 par la caméra Osiris de la sonde Rosetta. L’image en haut à droite, prise par la caméra de navigation Navcam de Rosetta date du 16 avril 2015. Elle montre le petit lobe de la comète, avec la position approximative de Philae.

 

Une résolution de 5 centimètres par pixel : Rosetta joue au satellite espion !

Vous aimez les images à très haute résolution, en noir et blanc. Voici une nouvelle occasion de vous mettre dans la peau d’un photo-interprète, loin de la Terre et pour une mission très pacifique. Les pixels correspondent ainsi à des carrés de 5 centimètres de côté au sol, soit des détails plus de 10 fois plus fins que ce que voit un satellite comme Pléiades à la surface de la Terre. La comparaison s’arrête là : Pléiades « vole » beaucoup plus haut, au-dessus de l’atmosphère à 684 kilomètres d’altitude.

 

Gros plan sur la comète

Au moment où la caméra à champ étroit OSIRIS prend cette image, la sonde Rosetta fait du « rase-comète » : elle survole le noyau Churyumov-Gerasimenko à une distance d’environ 2700 mètres.

L’image suivante est un extrait de l’image très fortement agrandie et qui montre l’atterrisseur Philae coincé entre les rochers.

 

Rosetta a retrouvé Philae - Comète - OSIRIS - Lost comet lander is found - Philae found - ESA - 2 septembre 2016 - Zoom - Gros plan - Corps - 2 pieds - liaison radio difficileRosetta a retrouvé Philae - Comète - OSIRIS - Lost comet lander is found - Philae found - ESA - 2 septembre 2016

Extrait de l’image de la camera OSIRIS montrant l’atterrisseur Philae. En bas, une image de Philae
dans son environnement. Philae est à droite au centre. Le contraste a été ajusté pour préserver
les détails de la surface de la comète. Crédit image: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

 

Le corps de Philae a une taille d’environ un mètre. Deux des trois pieds sont nettement visibles et l’image confirme l’orientation que les scientifiques avaient déterminée à partir des quelques images transmises par les caméras CIVA de Philae en novembre 2014. La position de Philae permet également de comprendre pourquoi il a été si difficile d’établir une communication entre Rosetta et l’atterrisseur.

l'ESA a publié une version légendée de ce gros plan de Philae.

 

Rosetta a retrouvé Philae - Comète - OSIRIS - Lost comet lander is found - Philae found - ESA - 2 septembre 2016 - Zoom - Gros plan - Corps - 2 pieds - liaison radio difficile

Extrait de l’image de la camera OSIRIS montrant l’atterrisseur Philae.
Version avec identification des principaux élements de la sonde.
Crédit image: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

 

D’Agilkia à Abydos

La sonde est bien à l’emplacement baptisé Abydos. J’aurais bien aimé voir la tête de Cecilia Tubiana, membre de l’équipe opérant la caméra OSIRIS, quand elle s’est rendu compte de ce qu’elle avait sous les yeux : c’est elle qui a vu en premier cette image.

Jusqu’à cette découverte, la position précise n’était pas connue de manière sûre, même si plusieurs objets vus dans d’autres images étaient des candidats crédibles voire probables : prises à plus grande distance, les images ne permettaient pas d’identifier Philae de manière sûre mais Abydos était un site qui avait retenu l’attention.

 

Prouesse : à la recherche du Philae perdu...

Les équipes de mécanique spatiale du CNES ont participé activement à cette quête de Philae, perdu après ses deux rebonds le 12 novembre 2014.

Les calculs effectués par les équipes scientifiques des instruments CONSERT et ROMAP, à partir des mesures de leur instrument embarqué sur le robot, et ceux fournis par les ingénieurs du CNES, qui ont étudié la crédibilité des positions envisagées avec les conditions d’éclairement et de visibilité au cours des 3 jours de fonctionnement de Philae sur la comète, ont permis de déterminer très rapidement une zone et une orientation très probables.

 

Bien vu le LAM !

C’est à l’intérieur de cette zone, il y a plus d’un an, que l’équipe du Laboratoire d’astrophysique de Marseille (LAM-CNRS et Aix-Marseille Université) a repéré à la surface de la comète une tache lumineuse présente seulement sur les images Osiris prises après l’atterrissage. C’est l’image présentée plus bas.

La campagne de recherche de Philae, organisée par l’ESA, a débuté en mars 2016, avec des prises de vues programmées jusqu’en septembre 2016. Dès le mois de mai, le groupe de travail mis en place au CNES a identifié, toujours au même endroit, la présence troublante d’un petit objet de forme géométrique, mais l’altitude de Rosetta était encore trop grande pour une conclusion définitive. Il a fallu attendre l’image OSIRIS du 2 septembre 2016 pour en avoir la preuve irréfutable.

 

Philae - Rosetta - Comète - Red spot - CNES - ESA - OSIRIS - 2016

Le « Red Spot » qui avait attiré l'attention des équipes du LAM et du CNES.
Ils avaient raison : c'est bien Philae qui se cache là. Crédit image : ESA/Osiris/LAM/CNES

 

Bientôt, the final countdown et le dernier baiser de Rosetta à Tchouri

Cette découverte de Philae tombe à pic.. Le 30 septembre, la sonde Rosetta doit terminer sa mission en descendant à la surface du noyau de la comète. Ce sera le grand plongeon final

Un pari entre nous : combien de rebonds cette fois ?

Rosetta et Philae ont réussi à captiver le public au moins autant que les vols habités. C'est vraiment une mission exceptionnelle qu'a réussie l'Europe spatiale !

 

En savoir plus :

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22 juin 2016 3 22 /06 /juin /2016 16:53

 

Après le marais d’Orx près de Bayonne en mai, voici la nouvelle image mystère pour le quiz du mois du juin.

 

Quiz - Image - Satellite - environnement - Juin 2016 - Un autre regard sur la Terre - Image mystère - Observation de la Terre

L’image mystère pour le quiz satellite et environnement de juin 2016

 

Pour les amateurs des quiz « difficiles » du blog Un autre regard sur la Terre, je crois que cette nouvelle image mystère pourrait poser quelques difficultés.

Il faudra certainement quelques indices. En voici un premier…

 

Pas de petits hommes verts : ce n’est pas la planète rouge…

Le début du mois de juin nous a offert une météo de mars mais c’est peut-être enfin le début des beaux jours…

A propos de Mars, il y a du vert dans l’image, à gauche, donc ce n’est pas la planète rouge.

Je confirme : il ne s’agit pas d’une image de la planète Mars et le tracé de couleur claire n’est pas la trajectoire du rover Curiosity de la NASA. Lancé le 26 novembre 2011, la sonde MSL curiosity a atterri en douceur à la surface de mars le 5 août 2012.

 

Sol sur Mars

Une année martienne représente 687 jours terrestres : plus que le décalage horaire, c’est la durée du jour martien qui rythme le travail des équipes scientifiques sur notre bonne vieille planète. Le calendrier de la mission est exprimé en « sol ».

Malgré quelques pannes, anomalies ou alea freinant ses déplacements, cela fait donc bientôt 4 ans et plus de deux années martiennes que le rover martien accomplit une mission scientifique extraordinaire. Il a atteint la base du Mont Sharp en 2014.

 

Des kilomètres sur Mars mais les pieds sur Terre

Même si pour sa communication vers le public américain, la NASA exprime les distances parcourues par MSL en pieds et, les scientifiques utilisent le système métrique pour éviter les erreurs.

 

Chroniques martiennes : Mars en juin

Curiosity n’est pas une formule 1 : ses déplacements sont planifiés et exécutés avec beaucoup de prudence. Par exemple, entre le Sol 1373 et le Sol 1376, Curiosity a parcouru seulement 17,60 mètres en ligne droite.

Le 20 juin 2016, la veille de l’été sur Terre, au Sol 1379 sur Mars, Curiosity avait parcouru environ 13 kilomètres (soit 8,08 miles) depuis son site d’atterrissage, pas vraiment en ligne droite mais en fonction d’un programme d’exploration défini par les équipes scientifiques participant à la mission.

 

12 trous : un rover amateur de golf et de visée laser

L’instrument français Chemcam, conçu par l’IRAP à Toulouse, continue ses observations et ses tirs laser, très récemment sur la roche baptisée « Tombua ».

Début juin, la NASA annonçait que le rover Curiosity avait foré son douzième trou sur le plateau Naukluft. Les échantillons collectés (campagne Oudam) ont été analysés sur place le 6 juin par le laboratoire embarqué (CheMin) sur le rover.

Voici deux images qui montrent le périple de Curiosity entre le site d’atterrissage (Bradbury Landing) en août 2012 et la dernière position publiée par la NASA (site baptisé « Okoruso », plateau Naukluft). Les numéros indiquent le « sol » pour chaque position. La première image donne un aperçu global avec les douze points de forage (« drilling sites »). La seconde est un zoom sur les dernières positions de la mission.

L’image de fond, obtenue à partie de données transmises par la caméra HiRISE de la sonde Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) donne une bonne idée du relief.

 

Naukluft plateau - forage - MSL - Curiosity - Trajectory - Trajectoire - Path - Sol - Mars - déplacement - itinéraire - NASA - JPL - MRO - Carte - Drilling - Chemcam - Exploration MSL - Curiosity - Trajectory - Trajectoire - Path - Sol - Mars - déplacement - itinéraire - NASA - JPL - MRO - Carte - Drilling - Chemcam - Exploration

Entre août 2012 et juin 2016, les déplacements de MSL Curiosity à la surface de Mars.
En haut, vue globale du périple du rover martien. En bas, zoom sur les positions récentes.
Crédit : NASA / JPL-Caltech / MSSS

 

 

Autoportrait d’un rover : toujours d’attaque sur Mars

Et pour se détendre après les longues journées de mission scientifique, Curiosity continue à faire des Selfies. Comme pour les touristes avec leur smartphone, il fait attention à masquer le bras qui tient la caméra… C’est plus facile quand on assemble plusieurs images.

La haute résolution donne une petite idée de l’état du robot après 4 années de randonnée martienne : malgré la poussière accumulée sur le châssis et les dégâts visibles sur les roues, Curiosity paraît toujours vaillant.

 

MSL - Curiosity - Selfie - Autoportrait - Juin 2016 - état de santé - roues endommagées - poussière - NASA - JPL - MAHLI - Mars

Un des derniers selfies de MSL Curiosity. Selfie créé à partir d’une mosaïque d’images prises
le 11 mai 2016 (sol 1338) par la caméra MAHLI. Cliquer sur l'image pour la voir en plein format
(gros fichier : 21 MO). Crédit image : NASA / JPL-Caltech / M
SSS

 

Revenons sur Terre et à l’image du quiz…

Si vous avez une idée, proposez votre réponse en ajoutant un commentaire à la fin de cet article.

Je publierai un second indice d’ici quelques jours…

 

En savoir plus :

 

 

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9 août 2015 7 09 /08 /août /2015 09:00

7, 8 et 9 août : c’est la nuit des étoiles ! L'occasion de voir des étoiles filantes et découvrir le ciel nocturne, à l’œil nu ou à travers lunettes et télescopes, avec des astronomes amateurs qui font partager leur passion. A Toulouse, au moins deux rendez-vous étaient programmés avec les animateurs de Planète Sciences Midi-Pyrénées et des associations du collectif RAMIP : à la Cité de l’espace et, le lendemain, à Ramonville Saint-Agne. A condition que la météo ne gâche pas la fête...

Avec ou sans nuages, les astronomes observent aussi le ciel avec des instruments qui fonctionnent dans des longueurs d’onde très différentes de ce que voit l’œil humain.

Un exemple d'instrument d'observation du ciel très impressionnant est ALMA, le Réseau d’Antennes Millimétriques de l'Atacama. Cet article vous invite à faire sa connaissance à partir d’une image prise par le satellite d’observation SPOT 6 il y a tout juste un an.

 

ALMA - ESO - European South Observatory - Satellite - SPOT 6 - Airbus Defence and Space - Atacama - plateau de Chajnantor - Chili - Atacama Large Millimeter Array

Le désert d’Atacama près de la ville de San Pedro de Atacama.
Image acquise par le satellite SPOT 6 le 7 août 2014. Crédit image : Airbus DS

 

Des millimètres à 5000 mètres…

A première vue la région paraît désertique…

Cette image prise par le satellite SPOT 6 montre une petite partie du désert d’Atacama au Chili, un peu au nord du tropique du Capricorne, à une soixantaine de kilomètres à l’est de la ville de San Pedro de Atacama et à près de 5100 mètres d’altitude. Nous sommes ici à environ 23°01’ de latitude sud et 67°45’ de longitude ouest, tout près de la frontière avec la Bolivie.

La route visible sur l’image est la route 27 qui conduit de San Pedro de Atacama au Paso de Jama pour rejoindre l’Argentine.

 

ALMA - Atacama Large Millimeter Array - Plateau de Chajnantor  - Cerro Toco - Licancabur - Juriques - San Pedro de Atacama - Chili - ESO - Alain Maury

Photographie prise du plateau de Chajnantor, là où est installé le réseau ALMA.
Crédit image : Alain Maury

 

Drôle de Lascar

On identifie assez facilement des cratères de volcan. La zone claire, pratiquement blanche, n’est pas un chantier ou une mine. Il s’agit du sommet du Cerro Toco, un stratovolcan qui culmine à 5600 mètres d’altitudes. Un peu au sud, c’est le massif volcanique du Purico.

Au nord-ouest, en dehors de l’image deux autres volcans, le Licancabur, à 5900 mètres, et le Juriques (5704 mètres).

Il faut observer attentivement l’image en pleine résolution pour repérer une installation étonnante, au centre du tiers inférieur : c’est l’ALMA, le Réseau d’Antennes Millimétriques de l'Atacama (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array).

 

ALMA - ESO - Chili - Satellite SPOT 6 - Août 2014 - Atacama - réseau antennes - Atacama Large Millimeter Array - Airbus Defence and Space

Un extrait de l’image SPOT 6 en pleine résolution montrant le réseau d’antennes ALMA.
Crédit image : Airbus DS

 

Cette installation impressionnante a été réalisée conjointement par l’Europe, des Etats-Unis et du Japon, qui ont décidé de fusionner trois projets initialement séparés. ALMA a été développé par l'Observatoire européen austral (European Southern Observatory, ESO), l'Observatoire national de radioastronomie (NRAO) américain et l'Observatoire astronomique national du Japon (NAOJ).

Il s’agit d’une des installations humaines les plus élevées du monde. Un seul autre bâtiment se situe à une altitude plus élevée : une gare au Tibet.

 

Haute résolution

La résolution de Spot 6 permet de compter les antennes de ce réseau interférométrique. Il y a en a au total 66 : 12 antennes de 7 mètres, au cœur du réseau et 54 plus grandes (12 mètres de diamètre). Elles sont mobiles : en faisant varier la distance qui les sépare, on change les caractéristiques du radiotélescope.

Au nord du réseau d’antennes, on distingue également les bâtiments techniques de l’AOS (Array Operation Site) qui abritent notamment le corrélateur qui combinent les signaux numérisés en provenance des antennes. Les interventions humaines sont limitées au maximum à cause de l’altitude. Les résultats sont transmis à l’OSF (Operation Support Facility) qui est le centre névralgique où travaillent les équipes scientifiques en charge de l’exploitation et de la maintenance du laboratoire. Il n’apparaît pas sur l’image : il est un peu plus à l’est, à 2900 mètres d’altitude : c’est plus sympa de respirer sans les masques à oxygène… 500 personnes peuvent être hébergées sur place. Pendant la phase de construction d’ALMA, les antennes étaient assemblées et testées sur place avant d’être installées sur le plateau de Chajnantor.

 

Télescopes - radiotélescopes - réseaux interférométriques - La Silla - VLT - Keck - ALMA - VLA - Nobeyama - Comparaison altitudes - Pourquoi en montagne - ESO

Plus près des cieux : comparaison des altitudes de plusieurs grands observatoires astronomiques.
Crédit image : ESO

 

Pourquoi une telle altitude ?

Pour avoir un air très sec… Les ondes millimétriques traversent les nuages de gaz et de poussière dans l’espace mais, Comme dans un four à micro-ondes, sont très absorbées par le vapeur d’eau présente dans l’atmosphère.

Même si le Chili a connu très récemment des inondations exceptionnelles, avec une pluviométrie annuelle moyenne de 100 mm, le désert d’Atacama, entouré par la cordillère des Andes à l’est et la Cordillera de Domeyko à l’ouest, est considéré comme une des endroits les plus secs de la planète : l’anticyclone du Pacifique et le courant froid de Humbolt jouent également un rôle important dans le régime de pluie.

L’altiplano permet également d’installer une installation demandant une grande surface. Inutile de préciser que la pollution lumineuse n’est pas ici un problème connu des astronomes…

« Last but not least », le ciel austral contient de nombreux objets célestes intéressants comme le centre de notre galaxie ou les grands et petits nuages de Magellan.

 

Rapport 1000 dans les longueurs d’onde

Un four à micro-ondes utilise des fréquences de l’ordre de 2,45 GHz. Les antennes d’ALMA travaillent dans une gamme de fréquence beaucoup plus élevée, d’environ 85 à 600 GHz, soit 0,32 à 3,6 mm de longueur d’onde. A titre de comparaison, l’instrument de SPOT 6 observe la lumière visible entre 0,45 et 0,9 µm, soit une longueur d’onde mille fois plus petite.

 

Fort antenne : un télescope géant

ALMA est constitué de deux réseaux complémentaires, un peu comme un appareil photo qui serait équipe à la fois d’une zoom puissant et d’un objectif grand angle.

Le réseau principal comporte cinquante antennes de 12 mètres de diamètre. Il fonctionne comme un « miroir » unique géant de taille variable. La distance entre les antennes peut varier entre 150 mètres et 16 kilomètres et lui permet ainsi de « zoomer » très fortement.

Le réseau compact avec douze antennes de 7 mètres et 4 de douze mètres. Il joue le rôle d’objectif à champ large. Pourquoi des antennes plus petites : pour pouvoir les manœuvrer alors qu’elles sont proches les unes des autres… Les 4 antennes de 12 mètres de la base compacte servent à mesurer la brillance absolue (absolute brightness) des objets observés

La précision de la surface des antennes est de l’ordre de 25 microns. Leur pointage est assuré avec une précision angulaire de 0,6 seconde d’arc (une seconde d’arc correspond à 1/3600 de degré). Cela correspond à l’angle sous lequel on voit une pièce de 2 euros à une distance de 6 kilomètres.

Une prouesse quand on sait que ces antennes de 115 tonnes peuvent être déplacées sur leurs camions transporteurs et, sans dôme de protection, doivent supporter sans broncher des températures variant de -20°C à +20°C.

 

ALMA - Atacama - réseau antennes - ESO - Alain Maury - Chili ALMA - ESO - Atacama - Réseau antennes - Plateau de Chajnantor - Alain Maury ALMA - ESO - Chili - Atacama - Atacama Large Millimeter Array - Antennes - Alain Maury

Quelques photographies des antennes d’ALMA prises par Alain Maury à l’occasion d’une visite du site.
Crédit image : Alain Maury

 

Un camion nommé Otto

Inutile de préciser qu’on ne change pas la configuration du réseau ALMA tous les jours… Deux camions géants, baptisés Otto et Lore, ont été fabriqués spécialement pour déplacer les antennes d’ALMA et modifier la configuration du réseau interférométrique. Ils ont également été utilisés pour les acheminer depuis l’Operations Support Facility à 2900 mètres d’altitude jusqu’au plateau de Chajnantor à plus de 5000 mètres.

Les deux véhicules sont très impressionnants : 20 mètres de longueur, 10 mètres de largeur et 6 mètres de hauteurs, 130 tonnes.

 

ALMA - ESO - Camions géants - Otto - Lore - Transport et déplacement des antennes - Atacama - Alain Maury

Otto avec plein de roues : un des deux véhicules servant à déplacer les antennes du réseau ALMA.
Crédit image : Alain Maury

 

28 pneus, mon neveu !

Otto et Lore ont chacun 28 roues. Pour déplacer chacun des deux véhicules, y compris dans le cas de dénivelé important, deux moteurs de 700 CV (500 kW) alimentés par deux réservoirs de 1500 litres. Malgré cette impressionnante puissante, leur vitesse ne dépasse pas 20 km/h, et seulement 12 km/h avec une antenne sur le dos !

Gros mais précis : Otto et Lore peuvent positionner les antennes de 12 mètres avec une précision de quelques millimètres. Les manœuvres critiques de manutention d’antennes sont surveillées par le conducteur qui pilote alors le véhicule avec une télécommande. Vaut mieux ne pas faire de bêtises avec les boutons du joystick…

Si vous prenez la place du conducteur, ne soyez pas surpris par la forme du siège : le dossier est conçu pour pouvoir conduire en portant sur le dos la bouteille d’oxygène nécessaire pour respirer à 5000 mètres d’altitude. Il n’y a pas que les conducteurs qui souffrent : à cette altitude, les moteurs ne délivrent plus que 450 CV à cause du manque d’oxygène.

 

Interférométrie : l’art de travailler en réseau

Les lecteurs du blog Un autre regard sur la Terre qui consultent le calendrier mensuel avec attention ont déjà une idée du problème principal auquel sont confrontés les astronomes qui cherchent une grande résolution angulaire : le phénomène de diffraction impose d’augmenter le diamètre des instruments d’observation pour augmenter la résolution angulaire.

Double peine par l’astrométrie millimétrique : la diffraction augmente proportionnellement avec la longueur d’onde. C’est vrai pour un instrument optique ou pour un instrument à micro-ondes : à diamètre égal, le pouvoir séparateur se dégrade quand la longueur d’onde augmente. Sachez par exemple que la résolution au sol d’un satellite d’observation optique est donnée en général pour une longueur de 0,5 µm.

Une petite comparaison ? Egalement situé au Chili sur le mont Cerro Paranal, le Très Grand Télescope (VLT) de l’ESO, travaillant dans le spectre visible et infrarouge, à un miroir à optique adaptative de 8,20 mètres de diamètre : pour la lumière dans le proche infrarouge à 1 µm de longueur d’onde, la résolution angulaire est de l’ordre de 50 millisecondes d’arc. Environ 10 millionièmes de degré.

Malgré un diamètre 50% plus grand, une antenne d’ALMA, fonctionnant seule à 2 µm de longueur d’onde, a un pouvoir séparateur de seulement 20 secondes d’arc.

Pour offrir la même qualité d’image que le VLT, il faudrait un télescope de plus de 4 kilomètres de diamètre. Impossible de construire un tel objet : à titre d’exemple, le grand radiotélescope d'Arecibo (Porto Rico) a un diamètre de 305 mètres de diamètre…

La seule solution réaliste : l’interférométrie, un réseau de nombreuses petites antennes réparties sur une grande surface et fonctionnant de manière synchronisée.

Les amoureux des maths pouvant vérifier que le pouvoir séparateur équivalent ne dépend plus du diamètre de chaque antenne mais de la distance maximale entre les antennes.

A titre de comparaison, dans sa configuration la plus étendue, ALMA offre un pouvoir séparateur équivalent à celui du HST, le Hubble Space Telescope, dans le spectre visible.

 

ALMAnach : histoire du projet ALMA

A la fin des années 80, plusieurs projets de réseaux de radiotélescopes sont étudiés dans le monde. Très vite, il devient évident qu’un programme aussi ambitieux ne peut être réalisé qu’en coopération internationale.

Le Chili apparaît immédiatement comme un site intéressant. En 1999, un premier memorandum est signé entre les Etats-Unis (National Science Foundation) et l’Europe (ESO). Le Japon rejoint le projet en 2001. L’accord multilatéral portant sur la construction d’ALMA est signé en septembre 2004.

Le premier prototype d’antenne est testé en avril 2003 sur le site ATF (ALMA Test Facility) au Nouveau-Mexique. En janvier 2005, le Japon passe les contrats de fabrication des antennes ACA (ALMA Compact Array). En juillet et en décembre de la même année, les USA et l’ESO lancent les contrats-cadres pour la fabrication de 64 antennes.

En mars 2007, les premières franges d’interférence sont détectées avec un réseau de deux antennes sur le site de l’ATF. En avril, la première antenne arrive au Chili. Dix mois plus tard, en février 2008, les deux véhicules géants de transport sont livrés au Chili. La première antenne est déplacée sur un des véhicules.

La première antenne est installée sur le site de Chajnantor en septembre 2009 et les premiers interféromètres à 3 antennes sont réalisés en Novembre.

En juillet 2011, 1000 propositions sont soumises en réponse à l’appel à projets d’observation et montrent l’intérêt de la communauté scientifique. La seizième antenne de 12 mètres arrive sur site, rejointe en août par la première antenne de 7 mètres.

En octobre 2011, ALMA, en configuration réduite, effectue ses premières observations. En mai 2012, le réseau compte désormais 33 antennes. L’inauguration officielle a lieu en mars 2013.

Début 2015, les premiers essais d’interférométrie à très large base (VLBI) ont été réalisés en combinant les antennes d’ALMA avec le radiotélescope APEX, à une distance de 2,1 km. Ces observations s’inscrivent dans le projet de créer un réseau de télescopes tout autour de la Terre avec une très grande base.

L’illustration suivante rassemble quatre copies d’écran de Google Earth montrant quatre images satellites permettant de suivre l’évolution du site entre 2005 et 2011.

 

ALMA - ESO - Atacama Large Millimeter Array - évolution des travaux - 2005 - 2007 - 2009 - 2010 - 2015 - Google Earth

Sur le plateau de Chajnantor, l’évolution du réseau interférométrique ALMA entre 2005 et 2011
vue avec Google Earth.

 

Que fait-on avec ALMA ? Le zouave ?

Non, on fait de la science… On s’intéresse plus particulièrement à la jeunesse de l’univers et à son évolution.

On aimerait bien aller sur place mais c’est un peu loin : pour étudier les nuages de gaz et de poussières où les étoiles se forment, les astronomes analysent la composition de la lumière et des rayonnements émis ou transmis par les objets interstellaires. La spectroscopie fournit des données essentielles sur leur composition chimique et physique, sur leur formation et leur évolution.

ALMA sert surtout à observer les objets les plus froids de l’univers, ceux qui ont des températures de quelques dizaines de degrés au-dessus du zéro absolu. Les longueurs d’onde millimétrique permet de « voir à travers » des régions rendues opaques à la lumière visible par la concentration de gaz et ou de poussières.  

Les questions auxquelles les scientifiques tentent de répondre avec ALMA portent sur nos origines cosmiques :

  • Les constituants élémentaires des étoiles, les systèmes planétaires, les galaxies, les trous noirs super-massifs, etc.
  • La formation des étoiles et de planètes dans leurs cocons de gaz à proximité de notre système solaire.
  • Les galaxies naissantes aux limites de l'Univers observable, telles qu'elles étaient il y a plus de 10 milliards d'années.

Grâce à sa haute résolution, ALMA peut observer la formation des planètes autour des jeunes étoiles ou rechercher des exo-planètes par astrométrie. Plus près de nous, ALMA s’intéresse aussi au système solaire avec l’étude de l’atmosphère et des poussières des planètes.

 

Les premiers résultats scientifiques d’ALMA

Les illustrations suivantes proviennent de l’ESO qui a publié plusieurs communiqués de presse sur les premiers résultats scientifiques obtenus avec ALMA. Le plus récent date du 8 juin 2015.

Il s’agit de résultats d’une campagne de mesures effectuée par le réseau ALMA en configuration étendue, déployé sur une distance de 15 kilomètres, offrant ainsi un pouvoir séparateur de 23 millisecondes d'arc. A titre de comparaison, la résolution d’Hubble varie de 160 millisecondes d’arc (dans le proche infrarouge) à 22 millisecondes d’arc (dans le proche ultraviolet).

 

Connaissez-vous HATLAS J090311.6+003906, alias SDP.81 ?

C’est l’observatoire Spatial Herschel qui a découvert cette galaxie. Le premier exemple d’image d’ALMA date de la fin de l’année 2014 et offre une vision détaillée d'une galaxie lointaine subissant un effet de lentille gravitationnelle.

Les sept équipes scientifiques internationales qui ont travaillé de manière indépendante sur SDP.81 ont mis en évidence des aspects jusqu’ici inconnue de cette galaxie: les détails de sa structure, son contenu, son mouvement, et quelques autres propriétés physiques.

Les nouvelles images de SDP.81 obtenues avec ALMA ont une résolution environ six fois supérieure à celles acquises dans l'infrarouge par le Télescope Spatial Hubble dont on vient de fêter les vingt-cinq ans en orbite.

Cette finesse permet de voir au cœur de la galaxie SDP.81 des régions de formation d'étoiles (des nuages poussiéreux, probablement de vastes réservoirs de gaz moléculaire froid), semblables à la Nébuleuse d'Orion, mais de dimensions nettement supérieures (environ 100 années-lumière). C'est la toute première fois que ce phénomène de production d’étoiles peut être observé à une distance aussi grande : 11,5 milliards d'années-lumière (par comparaison, la nébuleuse d’Orion est à 1 350 années-lumière de la Terre).

L'information spectrale obtenue avec ALMA permet aussi de mesurer la vitesse de rotation de la galaxie et d'estimer sa masse.

 

Galaxie SDP.81 - vue par le radiotélescope ALMA - lentille gravitationnelle - anneau Einstein - HATLAS J090311.6+003906 Galaxie SDP.81 - vue par le radiotélescope ALMA - lentille gravitationnelle - anneau Einstein - HATLAS J090311.6+003906

La galaxie SDP.81 vue par le radiotélescope ALMA à travers une lentille gravitationnelle. La couleur
orange au centre de l’anneau correspond aux nuages de poussière. Autour, il s’agit d’une raie d’émission caractéristique du monoxyde de carbone. Crédit image : ALMA (NRAO/ESO/NAOJ)

 

Lentille gravitationnelle

Encore plus étonnant : la lumière en provenance de cette galaxie subit les effets d'un phénomène de lentille gravitationnelle ! Une galaxie massive située entre SDP.81 et ALMA, à environ quatre milliards d’années-lumière de la Terre,  agit comme une lentille et modifie la parcours de la lumière émise par la galaxie plus lointaine et générant un anneau d'Einstein quasi-parfait. Les lentilles gravitationnelles sont prévues par la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein, avec la courbure de l’espace et du temps.

Les régions centrales de SDP.81 sont trop peu lumineuses pour être détectées : la modélisation de l'effet de lentille gravitationnelle révèle l'existence d'un trou noir supermassif au cœur de la galaxie lentille située entre la Terre et SDP.81. La masse de ce trou noir correspond à 200 ou 300 millions de fois celle du soleil.

 

Voyage dans le temps.

L’astronomie, c’est un bon moyen de prendre un coup de jeune !

La lumière a mis 11,4 milliards d’années, deux fois l’âge actuel de la Terre,  pour atteindre aujourd’hui les antennes d’ALMA : la galaxie SDP.81 est observée au tout début de sa vie, à une époque où l’univers n'était âgé que de 2,4 milliards d'années.

 

Juno et HL Tauri, un astéroïde et un disque protoplanétaire…

Le deuxième exemple d’image, ou plutôt une série d’images, montre la surface de Juno, un des objets les plus grands de la ceinture d’astéroïdes de notre système solaire. Il s’agit toujours d’une observation dans les longueurs d’onde millimétriques sur une durée d’environ 4 heures.

 

Animation montrant la surface de l’astéroïde Juno vu par ALMA. Mesures effectuées pendant
la « Long Baseline Campaign ». Crédit image : ALMA (NRAO/ESO/NAOJ)

 

Au moment de la mesure, Juno est à environ 295 millions de kilomètres de la Terre. Pratiquement dans le jardin du voisin, si on compare aux milliards d’années-lumière de SDP.81. Ici, la résolution d’ALMA est de 40 millisecondes d’arc, correspondant à des pixels de 60 kilomètres à la surface de Juno.

 

Planètes très nettes…

On reprend de la distance avec la troisième image : il s’agit d’HL Tauri, une jeune étoile entourée d’un disque protoplanètaire. Pour la première fois, la résolution d’ALMA permet de discerner les différentes structures concentriques de ce disque. Les zones sombres pourraient correspondre à des planètes. On imagine bien tout ’intérêt d’ALMA pour les astronomes s’intéressant à la formation des planètes.

 

Disque protoplanétaire - HL Tau - Vu par le réseau ALMA - ESO - NAOJ - NRAO

Le disque protoplanétaire entourant HL Tau vu par le réseau ALMA. 
Crédit image : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

 

En savoir plus :

 

 

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17 novembre 2014 1 17 /11 /novembre /2014 23:30

Rosetta - Les rebonds de Philae sur la comète 67P / Churyumov–Gerasimenko vus par la caméra OSIRIS de RosettaL’arrivée de Philae sur la comète 67P / Churyumov–Gerasimenko et le premier rebond. Mosaïque
d’images prises le 12 novembre 2014 par l’instrument OSIRIS de Rosetta entre 15h14 UTC
et 15h43 UTC. Crédit image : ESA / Rosetta / MPS for OSIRIS Team
MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA


Décidément la mission Rosetta et l'atterrisseur Philae nous tiennent en haleine...

 

Cela saute aux yeux

L’ESA (Agence Spatiale Européenne) a publié le 17 novembre une nouvelle série d’images très spectaculaires de la descente et des rebonds de Philae sur la comète 67P / Churyumov–Gerasimenko.

Il s’agit d’une mosaïque d’images prises le 12 novembre 2014 par la camera OSIRIS de Rosetta au moment de l’impact et du premier rebond de Philae, sur une période de 30 minutes entre 15h14 UTC et 15h43 UTC.

Le premier contact de Philae avec le sol est détecté à 15h35 UTC.

A ce moment, la sonde Rosetta est à environ 15,5 km de la surface du noyau de la comète (17 km du centre). La résolution est d’environ 28 cm par pixel.

De gauche à droite, quatre vignettes incrustées dans l’image permettent de voir Philae avant le premier impact à 15h14 UTC, 15h19 UTC, 15h23 UTC et après le premier impact 15h43.

Deux autres vignettes donnent une image du point d’atterrissage initial avant l’impact (à 15h18 UTC) et après l’impact (15h43 UTC).

La taille des vignettes insérées dans l’image ci-dessus est de 17 mètres sur 17 mètres.

L’image acquise à 15h43 confirme l’hypothèse formulée après analyse des données transmises par l’instrument CONSERT (mesure de distance du sol) : après le rebond, la trajectoire de Philae est orientée vers l’est, avec une vitesse d’environ 0,5 mètre par seconde.

 

Marche à l'ombre

Vendredi, l’ESA publiait déjà une séquence d’images provenant de la caméra NAVCAM de Rosetta alors que la sonde surveillait le point d’atterrissage prévu pour Philae. Ces images montrent très certainement un nuage de poussière soulevée au moment du premier contact de Philae avec le sol de la comète 67P/C-G.

 

Séquence d'images de la caméra NAVCAM de Rosetta montrant Philae, som ombre et le premier rebond sur la comèteSéquence d’images (animation au format gif) prise par la caméra NAVCAM de Rosetta : Phila,
son ombre et un nuage de poussiière soulevée par le premier rebond de l’atterrisseur.
Crédit image : ESA / Rosetta / NAVCAM. Traitement d'image par Mikel Catania

 

Une analyse plus approfondie effectuée par l’équipe Flight Dynamics de l’ESA confirme que Philae est visible juste après ce premier rebond.

La séquence présentée ici est constituée de 3 images : la première prise à 15h30 UTC jusque avant le premier rebond, la seconde à 15h35 UTC (le cercle rouge indique la position du nuage de poussière). La troisième image est une version de la seconde (15h35 UTC) dans laquelle le contraste a été accentué pour mettre en évidence la position de Philae et l’ombre de l’atterrisseur.

 

 

 

Trouver Philae...

La position finale de Philae est toujours inconnue au moment où je publie cet article. Après le premier impact, Philae a rebondi une seconde fois à 17h25 UTC (après quand même un saut de deux heures) avant d’atteindre son point de chute définitif à 17h32 UTC.

Les experts de l’ESA espèrent parvenir à déterminer l’endroit où Philae a finalement atterri en combinant les différentes mesures (CONSERT), images prises par Philae (ROLIS et CIVA) et les images des instruments de Rosetta (OSIRIS et NAVCAM) qu’ils ont collectées

 

En savoir plus :

Les articles récents du blog Un autre regard sur la Terre sur la mission Rosetta et l’atterrissage de Philae :

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12 novembre 2014 3 12 /11 /novembre /2014 15:46

 

Philae - Sain et sauf sur la Comète - Première image au sPhilae a réussi ! La première photographie de l'instrument CIVA prise depuis l'atterrissage du robot
Philae sur la comète
67P/Churyumov-Gerasimenko. En fait, il s'agit d'un assemblage de deux
photographies, le début d'un panorama... Crédit image :  ESA / Rosetta / Philae / CIVA

 

Jusqu'ici, tout va bien... Mais on s'est fait peur !

On a attendu toute la nuit les premières images de CIVA. Elles sont enfin là...

Cela se passe à 500 millions de kilomètres de la Terre, et il faut près de trente minutes pour que les données transmises par les instruments de Philae et Rosetta arrivent sur Terre. Normal pour une chute, jusqu’ici tout va bien... Pendant 7 heures, Philae a poursuivi sa longue chute libre vers le noyau de la comète. Une vraie chute libre car il semble que le système de propulsion destinée à éviter les rebonds à l'arrivée sur la comète ne pouvait pas être utilisé.

 

Chute sans gravité

Le signal de confirmation de l'atterrissage est bien à l'heure dite. Un  peu d'inquiétude quand on a entendu que les harpons n'auraient pas été déclenchés : à cause de la faible gravité, ces harpons servent à éviter les rebonds... Les télémesures de "House-keeping" continuent à être transmises, indiquant que Philae "vit" toujours à l'heure où j'écris cet article.

 

Destination : Agilkia, le nom de baptême du site d’atterrissage

Voici la toute première image prise par la caméra CIVA quand Philae a quitté l’orbiter Rosetta et commencé sa longue chute vers la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko.

 

Rosetta - Philae - CIVA - Farewell - 67P - ESA

Première image prise la caméra CIVA à bord de Philae : la sonde rosetta vue par l'instrument CIVA-P
Philae juste après son éjection. Crédit : ESA / Rosetta / Philae / CIVA.

 

Les yeux dans les cieux

La première image a été prise par l’instrument CIVA-P. Malgré les conditions d’éclairage difficiles, on distingue un des deux grands panneaux et le corps de Rosetta. L’image a été prise le 12 novembre à 9h03 UTC (10h03 à l’heure de Toulouse) et enregistrée à bord. Elle n’a été transmise par Philae que lorsque la liaison radio, normalement coupée pendant la manoeuvre d’échappement (escape) de Rosetta, a été rétablie deux heures plus tard. L’image a été transmise ensuite vers la Terre par Rosetta qui joue le rôle de relais avec sa grande antenne.

30 minutes de délai pour la transmission à travers l'espace... Puis un peu de temps pour contrôler la qualité des données et des prouesses sous Photoshop avant de distribuer l’image aux medias et au grand public.

La seconde image a été prise par Rosetta quelques minutes après la séparation de Philae. Les trois pieds sont déployés et on reconnaît la forme de "boîte aux lettres" de Philae.

 

Rosetta - Philae - Farewell - Descente - pieds dépoloyésUn tout petit peu plus tard, Philae vu par Rosetta. Crédit image : ESA/Rosetta/MPS
for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

  

Pas de propulsion, plus douce sera la chute...

L’image suivante a été prise par l’instrument ROLIS au cours de la descente le 12 novembre à 14h38m41s UTC. A ce moment, Philae est à environ 3 kilomètres de la surface du noyau de la comète. Les détails visibles correspondent environ à 3 mètres par pixel. En haut à droite, en bord de champ, on voit une partie d’un des pieds de Philae

Développé par l’Institut de Recherche Planétaire du DLR (l’Agence Spatiale Allemande), ROLIS est un instrument imageur multispectral fixé sur la partie inférieure de Philae : il prend des images pendant la descente mais est surtout destiné à étudier la structure de la surface avec des gros plans pris après l’atterrissage.

 

Rosetta - Philae - ROLIS - Première image de la comète 67P - 3 kmUne belle image de la comète 67P/C-G prise par l'instrument ROLIS de Philae, à une distance
d'environ 3km. Crédit image : ESA / Rosetta / Philae / ROLIS / DLR

 

Des pépins sur le noyau ?

Le "touch-down", l'atterrissage réussi de Philae est confirmé à 17h03 en heure locale. Emotion et applaudissements à la Cité de l'espace. Qui font place prgressement à l'inquiétude et au doute...

 

Philae - Cité de l'espace - Attente confirmation atterrissage PhilaeCNES - SONC - Philae landing - Touch-downConfirmation du "touch-down", l'atterrissage réussi de Philae sur la comète, par les équipes du SONC
(Science Operations and Navigation Centre) opérant au CNES (Centre Spatial de Toulouse).
Crédit image : Gédéon


Les images prises par les caméras CIVA de Philae après l'atterisssage n'ont pas étéreçues sur Terre aussi rapidement que prévu : après la durée normale d'attente, il s'est avèré que qu'il y avait quelques problèmes : des informations commencent à circuler sur le non-déclenchement des harpons.

Un peu plus tard, le directeur du CNES à Toulouse, Marc Picher, annonçait qu'il faudrait attendre encore pour voir les premières images prises du sol.

Selon les dernières informations communiquées par l'ESA, les deux harpons ne s'étaient sont pas fixés et la sonde Philae aurait pu rebondir ! Un rebond de deux heures puis un autre un peu plus tard (à cause de la très faible gravité), ce qui serait cohérent avec les signaux de télémesures reçus...

 

Le suspense continue avec des rebondissements...

Selon les dernières messages du centre d'opérations de l'ESA que j'ai pu voir sur Twitter, il semble que les instruments ROMAP et MUPUS aient enregistré des mesures qui indiqueraient en fait un atterrissage (à 15h33 UTC, celui qui a été confirmé à 17h03 en heure locale et en tenant compte du temps de transmission des données) et deux rebonds (à 17h26 et 127h33 UTC).

 

ROMAP et MUPUS : détection de sauts de puce

ROMAP (Rosetta Lander Magnetometer and Plasma Monitor) est un magnétomètre qui mesure le champ magnétique local de la comète. Il sert aussi à étudier les interactions avec le vent solaire. Le PI (Principal investigator) de ROMAP est Hans-Ulrich Auster (Technische Universität, Braunschweig, Allemagne.

MUPUS (Multi-Purpose Sensors for Surface and Subsurface Science) utilise des capteurs situés sur les pieds et les harpons pour mesurer les propriété de la surface de la comète (densité, caractéristiques thermiques et mécaniques). Le PI est Tilman Spohn (Institut für Planetenforschung, DLR, Berlin, Allemagne).

 

Cinq sens pour savoir dans quel sens est Philae...

Une partie des dix instruments de Philae confirme donc un atterrissage réussi avec des rebonds mais indique aussi que le robot Philae va bien : il prenait des mesures, les transmettait, visiblement dans la bonne direction puisque Rosetta les relayait vers la Terre.

Mais les équipes projet devaient vite comprendre la situation exacter à 500 millions de kilomètres : la première batterie de Philae, chargée avant l'atterrissage, a une autonomie limitée et la seconde batterie ne peut se recharger que si les panneaux solaires sont correctement orientés.

 

Rosetta - Philae landing - 12 novembre - c'est fait.jpgLes instruments de Rosetta et de Philae. 21 instruments dont plusieurs caméras qui vont, d'abord,
si tout va bien, immortaliser l'atterrisage de Philae sur le noyau de la comète. Infographie réalisée par
Gédéon à partir d'images publiées par l'ESA et d'autres illustration. L'image de la Terre provient
d'Eumetsat : 
elle n'est pas à l'échelle mais montre qu'un des défis est de transmettre les données
à 500 millions
de kilomètres. La pierre de Rosette rappelle qu'un des objectifs de la mission est
de décrypter le rôle des
comètes. Le canard jaune fait référence à la forme du noyau.

 

Mercredi dans la soirée, Philae émettait toujours. C'était  bon signe et incitait à rester optimiste !

Jeudi matin, l'ESA publiait enfin la première photo prise par Philae posé sur le sol de la comète. C'est la première image de cet article et cela met de très bonne humeur après la tension de la soirée du 12 novembre.

 

Un debriefing plus complet à l'ESA

Au cours d’une conférence de presse organisée le 13 novembre après-midi, l’ESA a fait un bilan complet sur la phase d’atterrissage de Philae et les fameux rebondissements.

Les scientifiques de l’ESA ont d’abord communiqué leur analyse de cette séquence d’atterrissage mouvementée, en s’appuyant sur des images de la caméra OSIRIS de Rosetta prise au début du mois de septembre. La croix rouge indique l’endroit supposé du premier rebond.

 

Philae - Landing site 67P - First touch-downPosition du premier contact de Philae avec la surface de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko
matérialisée sur une image prise par la caméra OSIRIS de Rosetta en septembre 2014.
A gauche, plan large. A droite, zoom sur le point du « touch-down ».
Crédit image : ESA / Rosetta / MPS for OSIRIS Team
MPS / UPD / LAM / IAA /SSO / INTA /UPM / DASP / IDA

 

De nouvelles images de Philae

D’abord une image prise par l’instrument ROLIS alors que Philae n’est plus qu’à 40 mètres d’altitude avant le premier « touch-down ».

 

Philae - La comète à 40 mètres d'altitudeLe site d’atterrissage (celui du premier rebond) vu par l’instrument ROLIS de Philae depuis
une altitude de 40 mètres. Crédit image : ESA / Rosetta / Philae / ROLIS / DLR

 

Les yeux dans l'essieu

Il y a aussi le premier panorama plus complet (360°) réalisé à partir d’images provenant des caméras CIVA-P, plus complet que le couple d’images précédent : il montre l’orientation du robot Philae dans son environnement immédiat. Le dessin de Philae est incrusté dans l’image, dans la position qu’ont déterminée les scientifiques à partir des mesures transmises par la sonde.

 

Philae - Vue panoramique CIVA - 67P - Lander Orientation -Le premier panorama à partir d’images prises au sol par Philae. En surimpression, un schéma
montrant la position et l’orientation de Philae. Crédit image : ESA / Rosetta / Philae / CIVA


CIVA ? Ça va...

 CIVA (ou ÇIVA) est un instrument constitué de six caméras (il serait plus exact de dire en français appareil photographique) miniatures qui prennent des images panoramiques de la surface. Un spectromètre analyse la composition, la texture et l’albedo (réflectivité) de la surface. Le PI de l'instrument CIVA est français : il s’agit de Jean-Pierre Bibring, de l’Institut d'Astrophysique Spatiale (Université Paris Sud, Orsay).

 

A suivre...

L'incrustation du schéma de Philae sur l'image panoramique prise par CIVA est intéressante. Est-ce que l'ESA décidera aussi, si l'orbite de Rosetta le permet, d'utiliser la caméra OSIRIS de Rosetta pour immortaliser l'exploit réalisé par l'Europe spatiale avec Philae et prendre une photographie de Philae ? La résolution ne sera pas très bonne mais ce serait assez emblématique de ce succès.

Un grand bravo à toutes les équipes qui y ont cru jusqu'au bout !

C'est vraiment un exploit incroyable pour l'Europe Spatiale qui n'a rien à envier aux autres grandes nations qui participent à la conquête spatiale.

 

Atterrissage de Philae - Emotion à la Cité de l'espaceMercredi soir, joie et émotion des équipes scientifiques à la Cité de l'espace, ensuite le doute
avec les incertitudes sur l'état de Philae. Jeudi matin, bonnes nouvelles et perspective de faire
de la "bonne science" avec les données collectées par les instruments de Philae. Crédit image : Gédéon

 

 

Combien cela coûte ? A peu près 2 euros par citoyen européen. En ce qui me concerne, je suis près à remettre quelques pièces si on peut revivre de tels exploits et si cela permet de faire de la science de classe mondiale...

 

 Cité de l'espace - Atterrissage Philae - Touch-down - 12 novembrePoser avec précaution ? Juste deux rebonds et un peu de d'inquiétude pendant la nuit...
Mais c'est fait ! Crédit image : Gédéon

 

En savoir plus :

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13 septembre 2014 6 13 /09 /septembre /2014 23:46

 

Rosetta - Phila - Comet 67P - Selfie - 07-09-2014Selfie de Rosetta en orbite autour de la comète 67P / Churyumov–Gerasimenko.
Image prise par la caméra CIVA de l’atterrisseur Philae le 7 septembre 2014.
Crédit image : ESA / Rosetta / Philae / CIVA

 

Même en noir un blanc, voici une photo étonnante : un selfie de Rosetta pris par la caméra CIVA de Philae, actuellement toujours solidaire de la sonde spatiale. L’atterrisseur devrait tenter de se poser sur le noyau de la comète 67P en novembre 2014.

Comme pour tout bon selfie, l’arrière-plan est aussi important que le premier plan : au moment où la photo est prise, Rosetta est à une distance d’environ 50 km du noyau de la comète.

 

14 mètres : difficile de ne pas tomber dans le panneau

L’image montre aussi le côté de la sonde Rosetta et un des deux générateurs solaires : avec 14 mètres de longueur chacun, ils sont impressionnants. Loin du soleil, une grande surface de cellules photovoltaïques est nécessaire pour collecter suffisamment de lumière et fournir l’électricité alimentant les équipements de la sonde.

En pratique, deux images exposées différemment ont été combinées pour restituer correctement les lumières faibles et les hautes lumières de cette scène très contrastée.

 

Photo « panneau-ramique »

Ce n’est pas le premier selfie pris par Rosetta et Philae au cours de leur long périple vers la comète Churyumov–Gerasimenko alias 67P. En février 2007, Rosetta est passé à environ 250 km de la surface de la planète Mars, à l’occasion d’une des quatre manœuvres d’assistance gravitationnelle destinée à accélérer la sonde et à la mettre sur la trajectoire. Les trois autres manœuvres ont été effectuées autour de la Terre.

La photo suivante a été prise 4 minutes avant le passage au plus près de Mars. Rosetta est alors à 1000 km de la surface de la planète rouge. A l’époque l’usage du mot selfie ou ego-portrait n’est pas encore répandu. On dit simplement autoportrait…

 

Rosetta - Philae - Mars - Selfie - 25-02-2007Autoportrait de Rosetta au moment du survol de mars. Image prise par la caméra CIVA de Philae
le 25 février 2007 à 2h15 UTC. Crédit image : ESA / Rosetta / Philae / CIVA

 

Planète rouge en noir et blanc

Une photographie en couleurs en 2007 et en noir et blanc en 2014 ? Non, la photo d’origine a été prise en noir et blanc. La surface de mars,où on peut voir la région Mawrth Vallis dans l’hémisphère nord, a été colorisée par traitement de l’image, comme certains détails du panneau solaire.

C’est encore la caméra CIVA de Philae qui a été utilisée pour cette image de Mars.

Contrairement à vous lorsque vous utilisez votre smartphone pour vous photographier devant un paysage ou un monument, Rosetta n’a pas le bras assez long pour changer le point de vue de la caméra CIVA. Philae n’a pas changé de position entre les deux images.

 

Sur terre, dans l’hémisphère sud : prendre de la hauteur pour voir loin

Alors que Rosetta nous donne chaque jour des images de plus en plus détaillées en s’approchant du noyau de la comète 67P / Churyumov–Gerasimenko, les astronomes observent la comète depuis la Terre.

L’image suivante a été prise le 11 août 2014, quelques jours après la « mise en orbite de Rosetta autour du noyau de la comète », par FORS2, un des instruments du téléscope « Antu », alias UT1, un des télescopes géants de 8 mètres de diamètre du VLT (Very Large Telescope) installé dans le désert d’Atacama au Chili, un des endroits les plus secs de notre planète, renommé pour son ciel particulièrement limpide. Le VLT appartient à l’ESO (European Southern Observatory).

 

Rosetta---Comete-67P-C-G---VLT---Chili---ESO.jpgImage de la comète 67P / Churyumov–Gerasimenko prise le 11 août 2014 par un des télescopes
de 8 mètres de diamètre du VLT. Crédit image : Snodgrass / ESO / ESA

 

Le sud ne perd pas le nord

Alors que Rosetta est désormais très proche du noyau au cœur de l’atmosphère de la comète, seule une observation à distance permet d'avoir le recul suffisant pour voir l’ensemble de la comète. Ici, à 500 millions de kilomètres du soleil, l’activité de la comète, même faible, est bien visible : la chevelure s’étend sur une distance de 19000 kilomètres. Sa forme n’est pas symétrique : la poussière est chassée par l’activité du soleil, situé loin du coin inférieur droit de l’image.

 

Gros plan sur la queue de la comète

Pour obtenir cette image, alors que l’activité de la comète reste faible et difficile à observer sur le fond de la voie lactée, 40 images, chacune prise avec un temps de pose de 50 secondes ont été superposées et le fond étoilé à été « gommé ».

Jusqu’au mois de novembre 2014, la comète 67P / Churyumov-Gerasimenko n’est visible que de l’hémisphère sud.

Les astronomes aiment bien les belles images mais leur travail consiste d’abord à analyser le spectre de la lumière captée par leurs instruments.

Avoir à la fois une sonde spatiale à proximité d’une comète, des télescopes au sol (ceux du VLT ainsi que Gemini South également au Chili) et un autre en orbite (Hubble) est une occasion unique de comparer les mesures et de calibrer les différents instruments.

Même si elle est très faible, la lumière reçue par le télescope du VLT est la lumière du soleil réfléchie par le noyau et la chevelure de la comète. L’étude de son spectre, l’intensité respective des différentes longueurs d’onde, modifié par les matériaux de la surface du noyau de la comète ou le nuage de poussière de sa chevelure, aide à déterminer leur composition chimique.

Les gaz de la chevelure émettent également leur propre lumière par fluorescence. Là aussi, la spectrographie est très instructive.

Le gaz le plus abondant est la vapeur d’eau mais l’atmosphère terrestre, également très riche en vapeur d’eau, rend son observation difficile. Au VLT, les astronomes cherchent d’abord la molécule de cyanogène, avec deux atomes de carbone et deux d’azote, à l’origine d’émissions intenses dans le proche ultra-violet. Il n’a pas encore été détecté dans le cas de la comète 67P.

Ce travail mobilise de nombreuses équipes en Europe et dans le monde. Les premiers résultats de la campagne d’observation au sol de la compète 67P/C-G ont été présentés le 9 septembre pendant la conférence European Planetary Science Congress (EPSC) organisée à Lisbonne au Portugal.

 

Imminent : le choix du site d’atterrissage de Philae dévoilé par l’ESA

C’est pendant le week-end du 13 au 14 septembre que devraient être choisi les deux sites possibles pour l’atterrissage de Philae en novembre 2014 : le site principal et un site de secours (backup)

Après un travail de cartographie complète du noyau de la comète réalisé depuis mi-août, notamment grâce aux images de la caméra à champ étroit OSIRIS de Rosetta, cinq sites candidats avaient été retenus pendant la réunion du « Landing Site Selection Group meeting » qui s’est tenue le 23 et 24 Août 2014.

Les équipes scientifiques et celles de l’ESA, du CNES et du DLR se retrouvent donc au Centre Spatial de Toulouse (CST) pour affiner le choix du site d’atterrissage de Philae. Ils vont procéder au classement final des 5 sites retenus.

 

Canarder un canard ? Sans gravité…

Les cinq candidats, poétiquement nommés A, B, C, I et J sont indiqués sur les images suivantes prises le 16 août 2014 à une distance d’environ 100 km du noyau, dont la forme peut faire penser à un jouet en forme de canard. Les trois sites B, I et J sont situés sur le petit lobe (la tête du canard). Les deux autres, A et C, sur le lobe le plus gros.

Les lettres ne signifient rien de particulier : la première liste contenait simplement dix sites, baptisés A, B, C, D, E, F, G, H, I, J. Pas très original, un peu comme A1, le nom choisi par les ingénieurs pour le premier satellite français. Les astronomes ont parfois fait preuve de plus d’imagination… En hommage à Champollion, l’ESA aurait pu au moins choisir des hiéroglyphes.

 

Rosetta - Philae Landing Sites - Comète Candidats B et I Rosetta - Philae Landing Sites - Comète 67 P - Candidats A Rosetta - Landing Sites Philae - Comète 67 P - Candidats A

Les cinq candidats retenus fin août pour le futur site d’atterrissage de Philae. Lequel sera désigné
par l’ESA ? Quel sera le site de secours. Cliquer sur les images pour les agrandir.
Crédit image : ESA.

 

Un kangourou qui veut attraper un canard ?

Le site préféré et sa « doublure » seront dévoilés au cours d’une conférence de presse organisée le lundi 15 septembre au siège de l’ESA à Paris, rue Mario Nikis. cinq semaines plus tard, Philae devrait se séparer de l’enveloppe protectrice de Rosetta et tenter d’atterrir sur le site choisi.

Vous cherchez un jeu pour la fin du week-end ? Proposez votre propre sélection de sites pour l’atterrissage de Philae. Facile : postez un commentaire à la fin de cet article avec les deux lettres identifiant vos deux sites préférés : par exemple : A et B, I et J, C et I, etc. Si vous voulez vraiment vous poser les mêmes questions que les scientifiques de la mission Rosetta, examinez attentivement les images précédentes et lisez les explications données sur le site de l’Agence Spatiale Européenne.

 

En savoir plus :

 

 

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20 juillet 2013 6 20 /07 /juillet /2013 13:21

Bientôt un an sur Mars : première bougie pour Curiosity

Une nouvelle panne pour MSL, après la défaillance du calculateur de bord en mars 2013 ? Rassurez-vous, Curiosity va bien. Il va bientôt fêter le premier anniversaire de son arrivée sur mars : c’était le 6 août 2012, 8 mois après son lancement. Juste après, les premières images transmises confirmaient l’atterrissage réussi.

Alors, de quelle épreuve est-il question ? Il s’agit de l’examen du diplôme national du Brevet. Les résultats du baccalauréat et de tous les autres examens et concours sont désormais publiés. On peut donc évoquer sans restriction les sujets qui ont été proposés aux différentes épreuves.

Le rover martien MSL a visiblement été source d’inspiration : à Pondichéry, en Inde, le 6ème exercice de l’épreuve de mathématiques du brevet est intégralement consacré à Curiosity.

 

Diplome national du Brevet - 2013 - MSL - Curiosiity - Mars
Copie du texte du 6ème exercice de l’épreuve de mathématiques de l’examen du brevet à Pondichéry
pour l’année 2013

 

Il s’agit de déterminer le temps mis par les signaux radio pour parcourir la distance entre Mars et la Terre. Cette question a déjà été abordée sur le blog Un autre regard sur la Terre.

Un autre exercice de la même épreuve, le troisième, porte sur la Lune, la différence de pesanteur entre la Lune et la Terre et les ombres portées dans les cratères :

 

Diplome national du Brevet - 2013 - Pesanteur - Lune - CratCopie du texte du 3ème exercice de l’épreuve de mathématiques de l’examen du brevet à
Pondichéry pour l’année 2013

 

Je vous renvoie à la série d’articles sur la mission Mars Science Laboratory et le rover Curiosity pour vérifier que vous avez trouvé les bonnes réponses.

Si, de votre côté, vous avez vu passer d’autres sujets d’examens ou de concours autour de questions sur l’espace, les fusées ou les satellites, merci de m’envoyer un petit message ou de poster un commentaire à la fin de cet article.

 

La distance entre la Terre et Mars

La Terre et Mars sont respectivement la troisième et la quatrième planète du système solaire en partant du soleil.

La distance de la Terre au Soleil varie entre 149 et 152 millions de kilomètres. Celle de Mars varie de 206,6 à 249,2 millions de kilomètres, avec une distance moyenne de 228 millions de km. La période orbitale de la Terre est de 365 jours, celle de Mars 686,71 jours.

Il y a un petit exercice de mathématiques amusant à faire : calculer comme évoluer la distance entre la Terre et Mars au cours du temps. C’est l’occasion de s’intéresser aux coordonnées polaires et aux changements de repères et de tracer quelques jolies courbes.

 

Vacances sur Mars : au vert sur la planète rouge.

Pour trouver les distances minimales et maximales entre la Terre et Mars, inutile de se lancer dans des calculs compliqués. Il suffit de s’intéresser à deux configurations particulières :

  • Lorsque la Terre et la planète mars sont diamétralement opposées de part et d’autre du soleil, on parle de conjonction : la distance entre la Terre et Mars est alors maximale, environ 400 millions de kilomètres (la somme des distances de la Terre et de Mars mesurées à partir du soleil. La dernière conjonction a eu lieu en avril 2013. Avec le Soleil exactement entre les deux planètes, les configurations de conjonction compliquent les communications entre la Terre et le rover Curiosity et obligent les équipes en charge de la mission à réduire le plan d’opération : Curiosity se met au vert.
  • L’autre configuration extrême est l’opposition. Le soleil et Mars sont alors alignés de part et d’autre de la Terre. C’est à ce moment que la distance entre la Terre et Mars est minimale, environ 56 millions de kilomètres, soit la différence entre les distances de la Terre et de Mars par rapport au soleil.

Conjonction Terre-Mars : prudence pour ne pas brouiller l'écoute

 Pour fixer les idées, Mars était à 205 millions de kilomètres de la Terre au moment du lancement de la fusée qui emportait la mission MSL vers Mars, le 26 novembre 2011 (le 26 novembre est la date anniversaire d’autres lancements célèbres). Le choix de la date du lancement dépend de multiples facteurs et pas uniquement de la position des deux planètes : le JPL souhaitait par exemple que l’arrivée de MSL se fasse à un moment où la zone d’atterrissage était survolée par la sonde MRO.

L’illustration suivante montre la trajectoire suivi par la sonde MSL, depuis son lancement jusqu’à l’atterrissage. La sonde effectue presque une demi-rotation autour du soleil avec cinq manœuvres de correction de trajectoire (symbole TCM pour Trajectory Correction Manoeuver sur la figure).

 

MSL Curiosity - Trajectoire Terre - Mars - CroisièreLa trajectoire de la mission MSL pour la phase de croisière de la Terre vers Mars.
Crédit image : NASA

 

Au moment de l’atterrissage, le 6 août 2012, la distance entre Mars et la Terre était de 248 millions de kilomètres, comme l’indique l’énoncé de l’épreuve du brevet de Pondichéry. A 300 000 km par seconde, la lumière ou les signaux radio mettent 13 minutes et 47 secondes pour atteindre la Terre et les grandes antennes du Deep Space Network, les grandes oreilles de la NASA (à ne pas confondre avec celles de la NSA).

 

Planètes, étoiles, galaxies : la mesure des distances en astronomie

Profitons de l’occasion pour faire le point sur les unités de mesure des distances dans l’espace et en astronomie.

Les distances évoquées habituellement sur le blog Un autre regard sur la Terre correspondent principalement aux altitudes des satellites d’observation : entre 600 et 800 kilomètres pour l’orbite basse (celles des satellites Pléiades ou Spot par exemple), c’est comparable à un grand trajet de Toulouse à Lille. Près de 36000 kilomètres pour l’orbite géostationnaire, c’est un peu moins que le tour de la Terre. La distance de la Terre à la Lune, c’est à peu près le kilométrage actuel de mon espace, une voiture robuste, mais peut-être pas au point de faire, comme Neil Armstrong en juillet 1969, le voyage aller et retour.

Quand on commence à parler d’astronomie, le problème est le changement d’ordre de grandeur. On passe vite à des centaines de millions de kilomètres voire bien au-delà quand il s’agit d’étoiles et de galaxies. Les nombres deviennent vite très grands…

 

L’unité qui valait 10 000 milliards

Pour faciliter leur travail et les comparaisons, les astronomes ont définis différentes unités selon les distances concernées :

  • Pour mesurer les distances dans le système solaire, on utilise surtout l’unité astronomique (UA). Créée en 1958, elle utilise comme référence la distance entre la Terre et le Soleil. Une unité astronomique vaut 149 597 870 691 m. La distance entre le soleil et Mars varie entre 1,381 et 1,666 UA. La distance moyenne est de 1,52 UA. Jupiter est à 778 millions de kilomètres du soleil soit 5,2 UA. Uranus à 3 milliards de kilomètres (20 UA environ) et Neptune à 4,5 milliards de kilomètres (30 UA).
  • Quand on sort du système solaire, on passe vite à l’année-lumière (AL). Malgré son nom qui fait penser à une mesure du temps, c’est bien une unité de distance : celle que parcourt la lumière dans le vide pendant une année sidérale (soit 365,256363051 jours). Sachant que la vitesse de la lumière dans le vide est de à 299 792 458 m/s, une année-lumière représente donc une distance de 9 460 895 millions de km, souvent arrondi grossièrement à 10 000 milliards de kilomètres : comme l’année-lumière sert surtout à comparer des distances d’étoiles, la valeur précise n’a pas beaucoup d’importance. Proxima du Centaure, l'étoile la plus proche du Système solaire, se trouve par exemple à 4,22 années-lumière.
  • Les astronomes utilisent également le parsec (pc) : un parsec correspond à la distance de laquelle la terre et le soleil sont vus séparés par un angle d'une seconde d'arc. Un parsec vaut environ 3,26 années-lumière.

Le tableau suivant donne les équivalences entres unité astronomique, année-lumière, parsec et kilomètres.

 

 

Km

UA

AL

Parsec

1 UA =

1,496 ×  10+8

1

1,5813 × 10-5
(soit 8,31 minutes-lumière)

4,8481 × 10-6

1 AL =

9,461 ×  10+12

63 242

1

0,307

1 Parsec =

3,086 × 10+13

206 265

3,26

1

Tableau des équivalences entres unité astronomique, année-lumière et parsec

 

Mars Climate Orbiter : Newton se prend les pieds dans le tapis avec les livres

Dans les articles que je publie sur le blog Un autre regard sur la Terre, j’insiste toujours sur les ordres de grandeur, les unités de mesure, ou les références (par exemple le temps UTC pour les heures d’acquisition des images).

C’est un vieux réflexe appris d’un professeur de physique et je dois dire que c’est une bonne habitude…

Evaluer un ordre de grandeur et sa dimension permet de vérifier qu’une formule ou un raisonnement tient la route et évite de raconter trop de bêtises. N’en déplaise aux anglo-saxons, travailler avec des unités du système international est également une bonne précaution.

Vous en doutez ?

Saviez-vous que c’est la confusion entre unités anglo-saxonnes et système métrique qui est la cause principale de la perte de la mission Mars Climate Orbiter de la NASA le 23 septembre 1999, près de 10 mois après son lancement.

 

Le système métrique, c’est le pied !

Selon le rapport d’enquête, c’est une erreur d’unité dans l’expression de la poussée d’un moteur qui est à l’origine de cet échec : les ingénieurs de la société Lockheed Martin, chargée de la conception et de la fabrication de la sonde martienne, travaillaient encore avec les unités du système anglo-saxon alors que les équipes du Jet Propulsion Laboratory (JPL) travaillaient depuis des années dans le système métrique, reconnu au niveau international comme étant le système de référence. Au cours d’un échange de données entre les deux équipes, il semble, malgré les vérifications effectuées, que personne ne se soit rendu compte qu’une conversion était nécessaire.

 

Newton : l’unité fait la force

C’est dans un logiciel du système de propulsion et de contrôle d’attitude, nommé SM_FORCES pour « Small forces », que s’est glissée l’erreur. Au lieu d’être exprimée en Newton (N), la poussée a été exprimée en « pound-force ». Il y avait donc un rapport 4,45 appliqué aux valeurs correctes. Même s’il s’agissait de poussées faibles, leur addition au cours de plusieurs manœuvre de correction de trajectoire a amené la sonde MCO à pénétrer dans l‘atmosphère martienne à une altitude beaucoup plus basse que l’altitude qui aurait permis un freinage atmosphérique correct : 57 km au lieu de 226 km d’altitude.

Un peu comme au golf : on peut rectifier la trajectoire de la balle mais sans aucun droit à l’erreur quand on s’approche du trou.

 

NASA - Mars Climate Orbiter - Rapport enquête - UnitésIllustration extraite du rapport d’enquête sur l’échec de la mission Mars Climate Orbiter.
Crédit image : NASA

 

La commission d’enquête a identifié d’autres facteurs ayant entraîné la perte du vaisseau spatial MCO (vérifications incomplète des logiciels de navigation et de propulsion, défauts de communication et de formation au sein des équipes projet, approche système insuffisamment développée) mais c’est bien l’erreur de conversion d’unité qui est la « root cause », la cause première de l’échec de la mission.

 

Petites et grandes puissances : ballade sur Mars avec le système métrique

Depuis son arrivée sur Mars, Curiosity n’a parcouru que quelques centaines de mètres entre son point d’atterrissage et sa position actuelle. Au total, il a effectué un déplacement cumulé (odométrique) d’environ 1 kilomètre : le 17 juillet, la NASA a annoncé que le dernier déplacement effectué par Curiosity, sur une distance de 38 mètres, lui avait fait dépassé le cap du kilomètre (exactement 1029 mètres) dans l’après-midi de son 335ème jour martien.

Cela paraît très peu quand on compare aux centaines de millions de kilomètres parcourus depuis la Terre. Mais jusqu’à présent les scientifiques ont surtout privilégié l’exploration de quelques sites proches du lieu d’atterrissage, avec l’utilisation des instruments (Chemcam, Chemin, etc.) et quelques découvertes intéressantes.

 

NASA---JPL---Curiosity---Trajet-sur-Mars---Sol-329.jpgCarte montrant la trajectoire au sol de Curiosity entre le 6 aôut 2012 et le 11 juillet 2013 (sol 329).
Crédit image : NASA / JPL-Caltech /Univ. of Arizona

 

D’après les derniers communiqués de la NASA, le rover Curiosity va désormais « mettre les gaz » pour s’approcher du Mount Sharp et explorer de nouveaux terrains. Ce sera l’objectif de la deuxième année de la mission.

 

NASA - JPL - Curiosity - Mars - Mount Sharp - BirthdayEn route vers le Mont Sharp. La ballade n’est pas terminée… Crédit image : NASA

 

Mètres à la puissance

Le grand écart entre les dimensions donne envie de faire un petit voyage à travers les puissances de 10. C’est aussi l’occasion de mieux faire connaissance avec la planète Mars, la mission MSL et le rover Curiosity avec quelques ordres de grandeur. Vous pouvez les découvrir dans le tableau suivant. Un peu anecdotique mais cela donne quelques repères. J’ai sélectionné ici uniquement des dimensions. Je reviendrai dans un autre article sur les masses…

 

Système métrique - Mars - Curiosity - partie 1Système métrique - Mars - Curiosity - partie 2De 10-6 à 10+15 : deux tableaux illustrant les puissances de dix avec des exemples pour faire
connaissance avec Mars, la mission MSL et le rover Curiosity. Crédit image : Gédéon

 

Un an sur Mars : célébrer l’anniversaire de Curiosity ? Ce n’est pas du gâteau…

Premier anniversaire sur Mars pour la mission MSL. Ce sera donc le 6 août. A condition de travailler en heure UTC (En Californie, à Pasadena, ce sera le 5 août pour les équipes du JPL) et de raisonner en années et journées terrestres : Mars effectue une rotation autour du soleil en un peu plus de 686 jours. Pour compliquer encore un peu la comparaison, la journée martienne, le sol, n’a pas la même durée que la journée terrestre.

 

Le nouveau poinçonneur des Lilas

Soyons honnête : le succès de l’atterrissage de Curiosity sur Mars, l’aboutissement d’une opération extrêmement complexe, restera très certainement dans les mémoires de l’aventure spatiale. Les opérations menées depuis cette data montrent que la mission scientifique se déroule normalement. MSL, nouveau poinçonneur des Lilas, mérite bien sa première bougie.

Happy birthday, Curiosity!

 

NASA - JPL - Curiosity - Mars - Forage et ChemcamJ’fais des trous, des p’tits trous… Comme dans la chanson de Serge Gainsbourg, une image montrant
deux types de trous effectués par les instruments de Curiosity. Dans la roche « Cumberland »,
une rangée de trous du laser de Chemcam et un trou plus gros percé par la foreuse : l’instrument
Chemcam a été utilisé pour analyser les argiles provenant du trou percé par la foreuse du rover
Curiosity le 19 mai 2013. Crédit image : NASA.

 

NASA - JPL - Curiosity - Détails roche martienne - PIA1683Détails de roche martienne vue par le rover Curiosity. Crédit image : NASA

 

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  • Ingénieur dans le domaine de l'observation de la Terre.
Bénévole de l'association Planète Sciences Midi-Pyrénées
  • Ingénieur dans le domaine de l'observation de la Terre. Bénévole de l'association Planète Sciences Midi-Pyrénées

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