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18 février 2011 5 18 /02 /février /2011 09:49

L'ISS dans la ligne de mire de l'ATV : un rendez-vous attendu

Ces photos étonnantes ont été prises par l'astronaute européen Paolo Nespoli, membre de l'expédition 26 de la station spatiale internationale (ISS) pendant le lancement de la fusée Ariane 5 dans la nuit du 16 au 17 février 2011. Pour son 200ème lancement, Ariane emmenait sous sa coiffe le cargo européen ATV-2, Johannes Kepler, une charge utile record de plus de 20 tonnes.

L'équipage de l'ISS attend avec impatience ce visiteur étonnant, rempli de carburant, d'oxygène, de nourritures, de matériel et d'effets personnels pour l'équipage. L'ATV est le seul véhicule capable de réaliser un arrimage automatique à la sation spatiale.

 

esa atv-2 launch seen by nespoli on iss

ATV - johannes Kepler - ESA - ISS - Paolo Nespoli - Ariane 5 - Kourou - Un autre regard sur la TerreDeux photographies du lancement de la fusée Ariane 5 depuis le centre spatial
guyanais. Photographies prises par Paolo Nespoli à bord de l'ISS. Cliquer sur les
images pour mieux voir le panache de fumée. Credit: ESA/NASA

 

Selon l'Agence Spatiale Européenne et son chef de la division des opérations ATV, alberto Novelli, "« Nous avons eu une excellente injection d'orbite grâce à Ariane 5ES, et le vaisseau spatial s'acquitte lui-même parfaitement. Avec le retard de lancement d'une journée, l'amarrage à la station spatiale internationale est maintenant définie le 24 février, soit un jour après la date initialement prévue ».

 

517724main iss026e027000 fullL'astronaute européen Paolo Nespoli, membre de l'expédition 26 de la station
spatiale internationale (ISS). Crédit image : NASA

 

Après la phase d'approche automatique, le mât d’arrimage de l’ATV 2 (15 cm de diamètre) devrait rejoindre le port d’arrimage du module russe Zvezda large de 90 cm. La propulsion de l'ATV-2 délivrera alors une faible poussée finale pour garantir le verrouillage. Toutes les connexions électriques, mécaniques et fluides entre l’ISS et le véhicule seront établies automatiquement. Une trappe d’accès d’un mètre de diamètre permettra alors à l’ATV 2 de devenir un module à part entière de l’ISS.

 

Pour les poètes américains, Johannes Kepler devient l'objet 37368 et 2011-007A

L'organisation américaine NORAD a immatriculé l'ATV-2 en 37368 et 2011-007A. Le dernier étage d'Ariane 5 satellisé est lui dénommé 37369 et 2011-007B :

  • NORAD ID: 37368
  • International Code: 2011-007A
  • Perigee: 273.5 km
  • Apogee: 279.5 km
  • Inclination: 51.6°
  • Period: 89.9 min
  • Semi major axis: 6,647.5 km
  • Launch date: February 16, 2011

 

En savoir plus :

 

Suggestions d'utilisations pédagogiques en classe :

  • Travail sur les orbites et la signification des paramètres décrits dans les "Two-lines elements" ou TLE, représentation standardisée des orbites des objets en orbite terrestre.
  • Travail sur les manoeuvres et les étapes successives d'un rendez-vous orbital.
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25 janvier 2011 2 25 /01 /janvier /2011 09:17

Superbe ! On voit souvent de belles photos astronomiques mais celle-ci est vraiment très spectaculaire. Elle a été prise depuis la région de Mascate dans le sultanat d'Oman le 4 janvier 2011 à 9h09, pendant l'éclipse partielle de Soleil. Thierry Legault, son auteur, a accepté que je la publie sur le blog Un autre regard sur la Terre.

 

Eclipse-04-01-2011---transit-solaire-ISS---Thierry-Legault.jpgPhotographie du transit solaire de la station spatiale internationale pendant l’éclipse partielle de
soleil du 4 janvier 2011. En zoomant sur l'ISS, on distingue bien les ensembles de panneaux solaires.
Crédit image : Thierry Legault (voir ici les conditions d’utilisation)

 

Deux « éclipses » pour le prix d’une…

Cette photo exceptionnelle montre bien sûr l’ombre de la Lune devant le soleil mais, c’est ce qui est le plus spectaculaire ici, elle immortalise le passage de la Station Spatiale Internationale (ISS) devant le soleil (transit solaire).

Cette image représente donc trois « plans » dans l'espace, de plus en plus éloignés du photographe :

  • L’ISS, d’abord, à une altitude de 360 km, soit à 510 km de distance du photographe au moment de la pris de vue (selon les calculs d’orbite effectués pour la journée du 4 janvier). L’ISS est le plus gros satellite artificiel de la Terre (deuxième plus gros satellite de la Terre). A terre, elle recouvrirait la surface d'un terrain de football.
  • La Lune, ensuite, satellite naturel de la Terre, 800 fois plus loin, à environ 400.000 km.
  • Le soleil, enfin, 300.000 fois plus loin, à 150 millions de kilomètres.

 

Des russes, des américains et un européen en ombres chinoise...

On ne prend ce genre de photographie par hasard, ou alors on a vraiment beaucoup de chance ! Avec une vitesse sur son orbite de 7,8 km/s, la durée du transit de l’ISS devant le soleil est de 0,86 seconde : un intervalle de moins d’une seconde pendant lequel il faut décider du meilleur moment pour appuyer sur le déclencheur.

Pour réussir cette photo, Thierry Legault a utilisé une Lunette Takahashi FSQ-106ED sur monture EM-10 et un appareil Canon 5D mark II. Il a choisi une pose de 1/5000ème de seconde et une sensibilité de 100 ISO. Le travail de préparation pour le choix de l’heure exacte a été effectué avec le logiciel Calsky.

Thierry Legault est ingénieur. Passionné d’astronomie, son parcours d’astronome amateur l’a amené à se spécialiser en astrophotographie et en particulier à l’utilisation des caméras CCD. Un des pionniers dans ce domaine est Christian Buil et les membres de l’association AUDE (Association des utilisateurs de détecteurs électroniques). Au début des années 80, l’apparition de ces CCD et le développement de l’informatique personnelle ont beaucoup stimulé l’astrophotographie et la spectrographie amateurs. Des centaines d’amateurs des associations Planète Sciences, de l’Association Française d’Astronomie, de la Société d’Astronomie Populaires se sont passionnés pour cette technique qui a fini par détrôner la photographie argentique.

Thierry Legault a à son actif plusieurs photographies de transits de la navette spatiale ou de l’ISS devant le soleil. Certaines ont été retenues comme « image du mois » (par exemple par la NASA).

Un de ses domaines de prédilection est la photographie dite « H alpha », c’est-à-dire avec un filtre à bande étroite centré sur la longueur d’onde de 656,28 nanomètres, correspondant à une raie d’émission particulière de l’atome d’hydrogène (transition de niveau d’énergie des électrons). Cette raie Hα est utilisée en astronomie pour étudier le contenu en l’hydrogène ionisé des nuages de gaz. Thierry Legault est co-auteur avec Serge Brunier du Le Grand Atlas de la lune édité par Larousse en 2004.

Pour la petite histoire, au moment où cette photo montrant l’ISS en ombres chinoises a été prise, l’équipage de la station internationale (expédition 26) est composé de deux américains (Scott J. Kelly et Catherine Coleman), trois russes (Alexander Kaleri, Oleg Skripochka et Dmitry Kondratyev) et un européen, l’italien Paolo Nespoli. Un relève partielle sera assurée en mars 2011 par le vol Soyuz TMA-21.

 

Configuration-ISS.jpgLa configuration actuelle de la station spatiale internationale avec ses dimensions principales. Elle occupe presuqe exactement la surface d'un terrain de football. Extrait d’un document de la direction des vols habités de l’Agence Spatiale Européenne (ESA).

 

Astronomie et observation de la terre : ça se télescope souvent…

Le blog Un autre regard sur la Terre aborde régulièrement des sujets où il est davantage question d’astronomie que d’observation de la Terre. Il y a pour moi au moins trois raisons qui expliquent les similitudes entre ces deux domaines et justifient l’intérêt de les aborder ensemble :

  • Les orbites et les mouvements des satellites : les lois physiques de base restent les même : gravitation, lois de Kepler, etc.
  • Les caractéristiques des instruments d’observation : les défis que doivent relever les capteurs et les optiques utilisés en télédétection et en astronomie.
  • L’apport scientifique des techniques d’observation à distance, qu’il s’agisse de la planète Terre, des planètes du système solaire ou des objets célestes lointains.

S’intéresser à une des deux disciplines aide souvent à mieux comprendre l’autre et surtout à mieux appréhender les lois physiques générales qui s’appliquent.

 

En savoir plus :

 

Suggestions d’utilisations pédagogiques en classe :

  • Travaux sur les orbites des planètes et des objets célestes et détermination d’évènements particulier (transits, conjonctions, éclipse) en utilisant pat exemple le logiciel Calsky.
  • Estimer par un petit calcul la durée de transit de la station spatiale internationale devant le soleil. Même chose pour la durée approximative d’une éclipse totale de soleil, depuis l’entrée du disque lunaire dans le disque solaire jusqu’à sa sortie. Vérifier également qu'il est possible d'avoir des éclipses totales de soleil en calculant les diamètres apparents de la lune et du soleil. Pourquoi y a t'il aussi des éclipses annulaires ?
  • Découvrir les lois de Kepler en s’intéressant aux caractéristiques des orbites de quelques satellites artificiels et de quelques planètes du système solaire.
  • En physique, le modèle atomique de Bohr et les changements de niveau d’énergie des électrons.

 

 

 

 

 

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6 janvier 2011 4 06 /01 /janvier /2011 09:41

Sequence-Meteo---04-01-2011.gifSéquence d'image du satellite Meteosat 9 exploitées par Météo France. Crédit image : Eumetsat

 

Certains d'entre vous ont peut-être eu la chance d'observer directement (avec des lunettes spéciales de protection bien sûr). A Toulouse, près de la Cité de l'espace, je n'ai pu la voir que quelques minutes entre deux nuages.

Météo France m'a communiqué hier une séquence d'images acquises par le satellite Meteosat 9 opéré par Eumetsat.

A partir de cette séquence, j'ai monté la petite vidéo suivante.

 

 

On reconnait facilement la limite entre ombre et lumière sur les images des satellites géostationnaires acquises en début de journée. Les lecteurs du blog Un autre regard sur la Terre l'ont déjà vue à plusieurs occasions.

Plus rare, et qui demande un peut d'attention : la tâche d'ombre ou plutôt de pénombre. Eh oui ! C'est l'ombre de la Lune qui se déplace du sud-ouest vers le nord-est de la Terre...

Je remercie Guy Lachaud de Météo France qui m'a communiqué ces informations.


 

L'éclipse partielle du soleil vue par le satellite d'observation de la Terre PROBA-2

 

PROBA2---SWAP---Eclipse-soleil---04-01-2011---06h52.png

L'éclipse partielle de soleil du 4 janvier 2011 vue par le capteur du satellite PROBA-2 à 6h52 UTC.
Crédit image : Proba 2 Science Center

 

Le micro-satellite de l’ESA Proba-2 a également observé l’éclipse. C’est le capteur SWAP, conçu et réalisé par l’Observatoire royal de Belgique (ORB) qui a réalisé ces images. Il observe dans la bande de l'extrême ultraviolet (EUV) pour surveiller la couche turbulente de la couronne solaire située juste au-dessus de la surface du soleil. Durant l'éclipse, les images de la lune et du soleil réalisées par SWAP apparaissent graduellement plus ténues, car la longueur d’onde ultra-violette est progressivement absorbée par l'atmosphère terrestre, un sorte de coucher de soleil EUV.

L'orbite de Proba-2 est optimisée pour l'observation du soleil, mais elle rencontre néanmoins des couchers et levers de soleil durant la période hivernale, avec la terre obstruant la vue du soleil depuis Proba-2 pour quelques minutes par orbite.


En savoir plus :

 

 

 

 

 

 

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22 décembre 2010 3 22 /12 /décembre /2010 21:37

Il est extrêmement rare qu’une éclipse totale de Lune coïncide avec un solstice d’hiver. C’était le cas mardi 21 décembre 2010. La dernière coïncidence entre éclipse totale, pleine Lune et solstice d’hiver date de 1 638.

J’étais trop jeune en 1638. Cette année, l’épaisse couverture nuageuse dans les Pyrénées ne m’a pas davantage permis de voir l’éclipse. L’éclipse était visible au coucher de Lune en France là où la météo le permettait. L’image ci-dessous a été publiée comme « image du jour » sur le site de la NASA.

 

506929main_201012210002HQ_full.jpgImage de l’éclipse de Lune du 21 décembre 2010. Crédit image : NASA / Bill Ingalls

 

Au cours d’une éclipse de Lune, la Terre vient s'intercaler entre la Lune et le Soleil et l’ombre de la Terre masque progressivement la Lune. Ne parvient alors à la surface de la Lune que la lumière diffusée à travers l’atmosphère terrestre. Comme pour un coucher de soleil où la lumière solaire, très basse sur l’horizon, traverse une épaisseur d’atmosphère plus importante, les composantes bleues et vertes de la lumière sont absorbées. Seul le rouge orangé parvient jusqu’à la Lune. L'éclipse est plus ou moins sombre en fonction de la transparence de l'atmosphère.

 

Atmosphère… Atmosphère…

L'effet de la dispersion sur la coloration du soleil est plus marqué près de l'horizon qu'au zénith : la lumière a alors un plus long trajet à travers l'atmosphère et rencontre donc plus de particules. Au lever (et au coucher) le soleil, près de l'horizon, paraît plus rouge parce que la composante bleue de la lumière a été dispersée.

Je vous renvoie aux liens proposés à la fin de cet article (voir « en savoir plus ») pour avoir toutes les explications sur les éclipses et pour voir les images ou les vidéos qui ont été faites par les amateurs ou les professionnels.

Pour la même raison, à haute altitude, l'air se raréfie et la dispersion est moins forte. L’œil perçoit davantage la lumière directe (et moins la lumière indirecte, celle diffusée par l'atmosphère) : le ciel paraît plus sombre avec un bleu plus profond.

Pour les amateurs, une éclipse partielle de Soleil observable depuis la France sera visible le 4 janvier 2011 au lever du jour.

Pour ma part, je vous propose également quelques images du satellite européen Météosat acquises le 21 décembre entre 6h00 UTC et 18h00 UTC. Elles ont le mérite de donner un moyen très pédagogique de s’intéresser à l’inclinaison de l’axe de rotation de la Terre.

 

Le solstice d’hiver vu par le satellite européen Météosat

21-12-2010 - 06h00 UTC 21-12-2010 - 12h00 UTC 21-12-2010 - 18h00 UTC

Trois images acquises par le satellite européen Météosat le 21 décembre 2010.
De gauche à droite : image acquise à 6h00 UTC, 12h00 UTC et 18h00 UTC. Credit image : Eumetsat

 

La plan de rotation de la Terre autour du Soleil est appelé plan de l'écliptique. Comme les autres planètes, la Terre tourne également autour de son axe de rotation, ce qui entraîne l’alternance des jours et des nuits.

L’axe de rotation de la Terre n’est pas perpendiculaire au plan de l’écliptique : il est d’environ 66°30’. On mentionne plus souvent l’angle complémentaire, proche de 23°, entre le plan de l’écliptique et le plan de l’équateur.

Le satellite Météosat est un satellite géostationnaire : il est en orbite à la verticale de l’équateur et, en tournant à la même vitesse relative et dans le même sens que la rotation de la Terre autour de son axe, il paraît fixe.

Les trois images ci-dessus, du lever au coucher du soleil, permettent de « voir » l’inclinaison de l’axe du rotation de la Terre par rapport au plan de l’écliptique.

Serez-vous capables de vérifier la mesure angulaire avec vos élèves ? Quel rapport avec Eratosthène ?


En savoir plus :

 

Suggestions d'utilisations pédagogiques en classe :

  • Sur une des images ci-dessus, mesurer l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre. Attention : tenir compte de la forme sphérique de la Terre.
  • Travail sur la rotation de la Terre autout du soleil et les saisons.
  • Travail sur les éclipses : partielle ou totale, de Lune ou de soleil...
  • Travail sur la lumière et l'atmosphère : absoption, diffusion, etc.
  • Plus proche des applications en télédétection, les fenêtres de transparence de l'atmosphère.

 

 

 

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23 novembre 2010 2 23 /11 /novembre /2010 19:23

Une image spectaculaire a été acquise le 5 avril 2009 par le satellite WorldView-1 de la société digital globe : elle montre le lancement à 11h20 heures locales de la fusée Unha-2 depuis le site de Musudan-Ri (province de Hamgyong Pukdo) sur la côte nord-est de la Corée du Nord. Il s’agit d’une image panchromatique de 50 cm de résolution dans son format d’origine.

Digital Globe - Lancement Musudan - 05-04-2009Digital Globe - Lancement Musudan - overview - 05-04-2009

Image acquise du lancement de la fusée nord-coréen Unha-2 acquise par le satellite WorldView-1
le 5 avril 2009 à 11h31. En bas, vue d’ensemble. En haut, extrait recadré sur la fusée en vol.
Crédit image : DigitalGlobe.

 

La vue d’ensemble montre le site de lancement et le panache de fumée crée à la mise à feu. En vol, les deux tâches blanches à l’extrémité du panache de fumée sont des effets dus au capteur du satellite (« sensor flare »). La fusée est le petit trait blanc qu’on distingue dans le prolongement du panache de fumée.

 

Mise en orbite de satellite ou test de missile ? Un satellite Karaoké…

Le gouvernement Nord-Coréen avait affirmé que ce lancement avait permis de placer en orbite un satellite de télécommunications. Selon l’agence de presse officielle le satellite Kwangmyongsong-2 aurait diffusé la «chanson du général Kim Il-sung» et la «chanson du général Kim Jong-il» du nom du fondateur de l'État communiste et de son fils qui lui a succédé à la tête du pays. Un karaoké spatial…

Aucun amateur, fan de suivi de satellites, n’a trouvé trace de ce satellite. Aucun radio amateur ne confirme la réception d’un signal radio satellitaire sur la fréquence de 470 MHz, fréquence sur laquelle le monde entier aurait du entendre la chanson à la gloire du Chef d’Etat.

Le lancement était-il un essai du missile nord-coréen à longue portée Taepodong-2, en mesure d'atteindre des objectifs situés dans un rayon de 6700 kilomètres, notamment l'Alaska ?

Entre le 5 et le 8 avril, les communiqués se sont succédés parlant d’essai de missile à longue portée ou de lancement de satellite. Le Japon, la Corée du Sud et les USA ont déposé plainte à l’ONU pour utilisation de missile violant le traité de non prolifération.

Lors de son précédent et premier tir, en juillet 2006, la fusée Taepodong-2 avait explosé 42 secondes après son lancement.

Alors échec d’un lancement de satellite du à une défaillance du second étage de la fusée ou essai de missile à longue portée ? Le fait que le lancement ait été annoncé à l’avance par la Corée nord et que la fusée comporte trois étages crédite la thèse du lancement de satellite. Quoiqu’il en soit les technologies des lanceurs et des missiles à longue portée restent très voisines.

 

Une fusée en vol vue par satellite : exploit ? Coup de chance ?

Très probablement, on peut parler d’un concours de circonstances favorable, pour plusieurs raisons :

  • la date du lancement ayant été annoncée, le site et les préparatifs du lancement étaient certainement surveillés depuis plusieurs jours par les satellites militaires et civils de plusieurs pays, comme le montre l’image ci-dessous acquise quelques jours plus tôt par le satellite quickbird, également opéré par DigitalGlobe.
  • L’heure du lancement était favorable : 11h30 en heure locale, compatible avec l’heure de passage du satellite (10h30 pour WorldView-1) et ses possibilités d’agilité (inclinaison perpendiculairement à la trace du satellite.
  • La position du satellite était favorable, compte tenu de ses capacités de revisites et d’agilité.
  • La météo était favorable pour une acquisition d’image optique (une première tentative de lancement avait été reportée à cause de la météo : les équipes de lancement aiment avoir un ciel dégagé pour suivre depuis le sol le comportement de la fusée

 

C’est donc à mon avis une bonne surprise de trouver le panache de fumée de la fusée et la fusée sur l’image satellite. A 14h30, le satellite n’aurait pas vu la fusée…

 

Enfin, l'image donne l'illusion de suivre la trajectoire de la fusée, mais il s'agit bien d'une image et non d'une vidéo. L'impression de mouvement est due au fait que sur une image unique on voit la trace d'un objet en mouvement, trace matérialisée par les gaz de propulsion depuis la mise à feu et pendant les premières secondes de vol de l'engin. Cela reste une photo : les satellites d'observation défilants ne sont pas des caméras vidéo.

 

Digital Globe - preparation Lancement Musudan - 29-03-2009image

Image des préparatifs du lancement sur la base de Musadan Ri acquise le 29 mars 2009 par le
satellite Quickbird. En bas, la vignette centrée sur la rampe de lancement a été pivotée pour
faciliter la lisibilité. A vous de la trouver sur l'image complète... Crédit image : DigitalGlobe

 

Il est peu probable qu’un tel concours de circonstances ne se reproduise souvent … En tout cas, au-delà de la communication très réussie, cette image ne doit pas laisser penser qu’on peut tout voir à tout moment… Un satellite en orbite basse, héliosynthrone, passe au dessus du même point à la même heure locale.

 

WorldView 1 : quelques informations et chiffres-clés

WorldView-1 a été lancé le 18 septembre 2007 par une fusée Delta depuis la base de lancement de Vandenberg.

Il est en orbite héliosynchrone à 496 kilomètres d’altitude, avec une période de 94,6 minutes. L’orbite descendante traverse l’équateur à 10h30.

Il fournit des images panchromatiques d’une résolution de 50 centimètres en prise en vue verticale. La fauchée est de 17,6 km. Sa revisite est de 1,7 jours avec une inclinaison permettant une resolution meilleure qu’un mètre et de 4,6 jours avec une inclinaison de 25° (résolution de 59 centimètres).

 

En savoir plus :

 

Suggestions d'utilisations pédagogiques en classe :

  • Travail sur le fonctionnement des satellites d'observation, les différentes familles d'orbites (orbites géostationnaires, orbites basses héliosynchrones, etc.) et les possibilités d'acquisitions pour différents types de missions et différents besoins (voir les détails, voir l'évolution des phénomènes, couvrir un champ large, etc.)
  • En s'appuyant sur des films policiers ou d'espionnage récents mettant en scènes des satellites espions (Mission impossible, La vengeance dans la peau, Syriana, etc.), faire une analyse critique de ce qui est réaliste et ce qui rendre dans la catégorie "la fiction dépasse encore la réalité".

 

 

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24 août 2010 2 24 /08 /août /2010 17:10

Ce soir à 17h05 UTC, c'est la pleine Lune ! Elle sera toute petite car la Lune est pratiquement à son apogée à 406.275 km de la Terre. L'apogée effective sera atteinte le 25 août à 406.370 km. La dernière fois que la Lune était à sa plus petite distance de notre planète, le périgée, c'était le 10 août 2010. La variation du diamètre apparent entre le périgée et l'apogée est d'environ 4 minutes d'arc. La distance moyenne entre la Terre et la Lune est de 384.400 km.

 

18583_lrg-ISS.jpgSuperbe image de la Lune et de l'horizon terrestre prise par les astronautes de la station spatiale internationale
(ISS) le 24 février 2005 avec un appareil Kodak 760C et un objectif de 800 mm de focale. On pourrait croire à un photo-montage mais la réalité dépasse parfois la fiction...
Crédit image : NASA / JSC.

Contrairement à une information erronée qui ressort régulièrement dans les messageries électroniques, la Lune reste toujours apparemment beaucoup plus grosse que Mars. C'est particulièrement vrai cette année car Mars est actuellement à plus de 300 millions de kilomètres de la Terre. Dommage pour les poètes, il n'y a qu'une lune...

 

Par contre, la lune rétrécit...

Des images à haute résolution de la sonde Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) montrent des failles qui indiquent que la Lune a rétréci de 100 m dans un passé récent.

Dans un article publié il y a quelques jours par la revue "Sciences", les scientifiques pensent que ce rétrécissement serait dû au refroidissement et à la contraction du noyau. Voir en particulier une image spectaculaire publiée sur le blog image du CNES.

 

En savoir plus :

 

Suggestions d'utilisations pédagogiques en classe :

 

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19 août 2010 4 19 /08 /août /2010 11:50

Une image impossible ?

TSX - MIR - 30-05-2008 Mise en orbite à partir de février 1986 avec des éléments lancés jusqu’en 1996 , la station MIR a été volontairement détruite le 23 mars 2001 avec un rentrée dans l’atmosphère et la chute des derniers débris dans le Pacifique Sud. Le satellite d'observation de la Terre TerraSAR-X a été mis en orbite le 15 juin 2007, par un lanceur Dniepr, depuis le cosmodrome de Baïkonour au Kazakhstan, donc plus de six ans après la fin de la mission MIR.

Où est l’erreur ?

En fait, cette illustration est un extrait d’une image couvrant le parc de la Cité de l’espace à Toulouse acquise le 30 mai 2008 par le satellite Terrasar-X. On y voit donc bien la station MIR, ou plus précisément le modèle technologique installé à la Cité de l’espace et fourni par la société Khrounitchev.

 

Terrasar-X---Cite-espace---30-05-2008-1.jpg

Extrait d’une image du satellite Terrasar-X acquise le 30 mai 2008. Ce jour-là , la couverture nuageuse est très importante. Cliquer sur l’image pour voir la scène complète. La résolution est réduite par rapport à l’image originale. (Crédit image : Infoterra GmbH)

Pour la petite histoire, en mai 2008, au moment où cette image a été acquise se tenait à la cité de l’espace l’exposcience régionale Explora Sciences organisée en région Midi-Pyrénées par les associations du CIRASTI (Collectif Interassociatif pour la Réalisation d'Activités Scientifiques Techniques Internationales, association loi 1901 dont Planète Sciences est membre fondateur). A la même époque, c’était également la période de la candidature pour la capitale européenne de la culture en 2013. Toulouse était candidat. Avec un peu d’attention, vous pourrez lire sur cette image, entre le périphérique de Toulouse et les pistes de l’aérodrome de Lasbordes le texte « Toulouse 2013 », avec de grandes lettres écrites au rotovateur. La zone fauchée correspond à une hauteur de végétation d’environ 40 à 50 centimètres. Avec l’excellente lisibilité du parcellaire agricole et des limites des champs, cet exemple illustre bien les performances de l’imagerie Radar à haute résolution.

 

TLS 2013 003l

Photo prise à partir d’un avion de tourisme montrant la zone couverte par l’image Terrasar-X
(Crédit image : Philippe Droneau)

 

La station orbitale MIR

La station spatiale MIR a été assemblée progressivement à partir de plusieurs modules, mis en orbite successivement. Le cœur de Mir était le lieu de vie et de commande de la station. Kvant 1 et Kvant 2 embarquaient des expériences scientifiques d’astrophysique, de biologie et d’observation de la Terre, et, c’est également utile, la douche de l'équipage. En 1990, Kristall a complété les possibilités d’expériences scientifiques à bord de MIR. A partir de 1995, Spektr a élargi l’espace de vie et de travail, en particulier pour les missions en coopération avec les Etats-Unis. Priroda était conçu pour les expériences d’observation de la Terre.

 

Une petite histoire de la station MIR en quelques dates et anecdotes avec un regard français…

  • 1979 : l’URSS décide de lancer un programme de station spatiale à plusieurs modules pour des missions civiles et militaires.
  • 20 février 1986 : lancement du premier module de la station MIR.
  • 13 mars 1986 : séjour du premier équipage constitué de Leonid Kizim et Vladimir Soloviev.
  • 31 mars 1987 : arrimage du module Kvant 1. L’année 1987 correspond au démarrage des séjours de longue durée dans l’espace avec une occupation presque ininterrompue de la station MIR jusqu’en août 1999 (à l’exception d’une courte période en 1989 à la suite du report de lancement d’un vaisseau Soyouz).
  • 26 novembre 1988 : lancement de la mission Aragatz avec le français Jean-Louis Chrétien. Première sortie extravéhiculaire d’un spationaute non américain et non russe. Le spationaute français emporta avec lui une mallette d’expériences pédagogiques, préparées les animateurs bénévoles de Planète Sciences (à l’époque : Association Nationale Sciences Techniques Jeunesse, ANSTJ), pour mettre en évidence des principes élémentaires de physique liés à l’impesanteur et à la propulsion par réaction. Les Expériences "Inclinaison" (dans l'espace la notion de plan incliné n'existe pas), "Densité" (séparation d'un mélange de fluides et de matériaux hétérogènes), "Réaction" (propulsion par éjection d'une masse) et de "ballon" (propulsion par éjection d'une masse gazeuse) furent mises en oeuvre au cours de cette mission.
  • Août 1989 : premier vol d’un cargo Progress vers MIR.
  • Décembre 1989 : arrimage du module Kvant 2 (au deuxième essai).
  • 31 mai 1990 : lancement puis arrimage du module Kristall, toujours après quelques difficultés de rendez-vous.
  • 7 février 1991 : rentrée dans l’atmosphère de la station Saliout 7 après 8 ans et 10 mois sur orbite. Les modules de MIR sont issus de l’expérience acquise par les russes avec le programme Saliout.
  • Du 19 mai 1991 au 25 mars 1992 : pendant son séjour de 15 mois à bord de MIR Sergueï Krikalev assiste à la disparition de l’URSS depuis l’espace ! Il a décollé d’un pays appelé l’URSS dirigé par Mikhaïl Gorbatchev et, lorsqu'il est revenu sur Terre, c’était en Russie, présidée par Boris Eltsine. A ce sujet, voir absolument l'étonnant film « Out of the Present ».
  • 27 juillet 1992 : Lancement de la mission Antarès avec le séjour du français Michel Tognini.
  • Décembre 1993 : la russie décide de participer au projet de station spatiale Alpha, qui deviendra l’ISS. Quelques mois plus tard, en février 1994, Sergueï Krikalev devient le premier russe à séjourner à bord d’une navette spatiale américaine.
  • 1er Juillet 1993 : Lancement de la mission Altaïr, avec le français Jean-Pierre Haigneré.
  • 22 mars 1995 : retour sur terre du cosmonaute russe Valeri Polyakov après un séjour de 437 jours consécutifs à bord de MIR. C’est à ce jour le record du plus long séjour humain dans l’espace : Valeri Polyakov a effectué 7 075 révolutions (c’est vraiment beaucoup même pour un soviétique !) autour de la Terre et parcouru plus de 300 millions de kilomètres (un aller-retour terre-soleil !)
  • Avril 1996 : l’arrimage du module Priroda, sixième et dernier module de MIR, avec des équipements de télédétection amène la station MIR à sa configuration finale.
  • 1997 : l’année des ennuis…
  • 23 février 1997 : un feu se déclare à bord de MIR. Il est maîtrisé !
  • Juin 1997 : le module Spektr est endommagé après une collision avec un véhicule Progress. La perte d’étanchéité de Spektr après à condamner ce module.
  • 10 juillet 1998 : inauguration du modèle d’entraînement de la station MIR installé à la Cité de l’espace à Toulouse
  • novembre 1997 : à l'occasion du quarantième anniversaine de la mise en orbite du premier satellite, lancement à la main à partir de MIR du satellite Spoutnik 40, réplique du premier satellite Spoutnik. C’était la première fois qu’un satellite actif était lancé de cette manière.
  • 20 novembre 1998 : lancement par une fusée proton de Zarya, premier module de la station spatiale internationale (ISS). Une nouvelle aventure se prépare…
  • 20 février 1999 : début de la mission PERSEUS et du séjour de spationaute français Jean-Pierre Haigneré. Plus long séjour d’un non russe dans la station MIR (186 jours). C’est également la dernière période habitée de la station MIR.
  • 11 août 1999 : éclipse totale de soleil, photographiée en particulier à partir de la station MIR. Pour la petite histoire, Paco Rabanne, couturier célèbre, certainement inspiré par Nostradamus prédit que la chute de la station orbitale Mir entraînerait le 11 août la destruction partielle de certaines villes du Gers dont Mirande, Auch et Condom… Les survivants continuent à pratiquer la culture scientifique et technique et à recommander à Paco Rabanne de se consacrer à la couture…
  • 28 août 1999 : fin du dernier séjour à bord de la station MIR.
  • 12 juillet 2000 : lancement par une fusée proton du module Zvezda de la station spatiale internationale.
  • 2 novembre 2000 : premier séjour (« Expedition 1 »)à bord de l’ISS. Sergueï Krikalev, Bill Shepherd et Yuri Gidzenko en sont les premiers locataires.
  • 24 janvier 2001 : dernier vol d’un cargo Progress vers la station MIR.
  • 23 mars 2001 : la station MIR est volontairement détruite par rentrée dans l’atmosphère après 15 années et un mois en orbite.

mallette1.JPGPhoto de la mallette d'expériences pédagogiques conçue par l'ANSTJ (Planète Sciences) et exposée
au Musée de l'Air et de l'Espace. La conception et la réalisation des expériences a été supervisée à
l'époque par Michel Maignan.
Crédit photo : Pierre-François Mouriaux.

Pour la petite histoire, en 1996, lorsque Jean-Jacques Favier participa à la mission STS-78/LMS, quelqu'un au CNES se souvint de l'existence des expériences pédagogiques développées pour la mission Aragatz. Pourquoi ne pas les faire revoler ? l'exemplaire de la mallette utilisée en 1988 n'avait pas été ramené sur Terre… Néanmoins, l'exemplaire de rechange existait toujours, soigneusement conservé par un des concepteurs. Après remise en état et traduction en anglais du manuel des procédures, la mallette, rebaptisée "Poids Coq" pour évoquer son sujet d'étude et son origine - était présentée à la NASA et jugée apte au vol. Elle accompagna donc le premier scientifique français de l'espace en juin-juillet 1996 et fut, elle, rapportée sur Terre dans la navette spatiale.

 

MIR à la Cité de l’espace :

Depuis juin 1997, à Toulouse, la Cité de l’espace propose à un très large public de découvrir les technologies spatiales, leurs applications et l’histoire de l’espace. Le site et son exposition permanente s’appuient sur des éléments très spectaculaires, avec en particulier une maquette de taille réelle de la fusée Ariane 5, le Terr@dôme, la salle IMAX et le planétarium, des maquettes de satellites et de vaisseaux spatiaux (XMM Newton, ERS, Soyouz).

La station MIR, modèle technologique provenant de la Cité des étoiles à Moscou et construit par la société Khrounitchev pour entraîner les cosmonautes a été inaugurée le 10 juillet 1998. Neuf astronautes ou cosmonautes assistaient à cette inauguration dont Claudie Haigneré, (première astronautes française) , Jean-Loup Chrétien (premier français dans l'espace), Léopold Eyharts (mission "Pégase" du CNES en 1998), Jean-François Clervoy, (missions Atlantis STS-66 en 1994 et Atlantis STS-84 en 1997 vers Mir), Sergueï Krikalev (le cosmonaute russe qui a séjourné 15 mois dans MIR en 1992, un des cosmonautes les plus expérimentés, qui dirige la cité des étoiles à Moscou depuis 2009).


Claudie Haigneré, MIR, la Cité de l’espace et la culture scientifique et technique :

C’est aujourd’hui l’anniversaire du début séjour de Claudie Haigneré dans la station MIR à l’occasion de la mission Cassiopée. Le lancement effectué par une fusée Soyouz a eu lieu le 17 août à partir de Baïkonour. Le séjour à bord du MIR a débuté le 19 Août avec un retour sur Terre le 2 Septembre 1996. Claudie Haigneré effectue un second séjour dans l’espace à bord de la station spatiale internationale du 10 au 31 octobre 2001. Elle est la marraine de la Cité de l'espace à Toulouse.

 

CNES - Claudie Haignere - Cassiopee -1996

Claudie Haigneré à son retour sur Terre à la fin de la mission Cassiopée (Crédit image : CNES).

 

J’ai eu la chance de la rencontrer à plusieurs reprises dans le cadre de mes activités pour l’ANSTJ puis Planète Sciences, par exemple au cours d’une mission à la Cité des étoiles en Russie en mai 1993 lorsqu’elle s’entraînait avec Jean-Pierre Haigneré, en 1994 pendant l’opération « Décroche-moi la Lune » organisée à Ris-Orangis à l’occasion du vingt-cinquième anniversaire du premier pas sur la Lune ou encore en 2002, pendant le colloque organisée au Palais de la découverte pour le quarantième anniversaire de l’ANSTJ, devenue à cette date Planète Sciences. A chacune de ces occasions, j’ai pu constater son enthousiasme et sa passion dès qu’il s’agissait de répondre aux questions des jeunes et de les intéresser aux sujets scientifiques et techniques. Son parcours professionnel est un bel exemple pour les jeunes filles qui hésitent à se lancer dans les études scientifiques et techniques.

Claudie - 1993 - Cite des etoiles - Moscou
Claudie - 2002 - 40 ans ANSTJ

A gauche, à la Cité des étoiles en 1993, Claudie Haigneré répond aux questions d’un groupe de lycéens, à l'occasion d'un voyage pédagogique organisé par le CNES. A droite, en 2002, au palais de la découverte, l’ANSTJ fête ses quarante ans et devient Planète Sciences. Crédit image : Gédéon.

 

En février 2010, Claudie Haigneré a été nommée Présidente de l'Etablissement public du Palais de la découverte et de la Cité des sciences (EPPDCSI), Universciences, ensemble né du regroupement entre le Palais de la découverte et la Cité des sciences et de l'industrie et destiné à devenir un opérateur national de référence. Il ne sera pas simple, en particulier dans un période où l’argent public se fait rare, de trouver un équilibre permettant de développer, sur tout le territoire et avec l’ensemble des partenaires de terrain, les actions de culture scientifique et technique.

Souhaitons donc longue vie à la “culture scientifique en réseau“ et aux associations qui y contribuent activement. Cela reste la meilleure solution pour garantir une bonne couverture territoriale et un accès pour tous les publics !

 

En savoir plus :

 

Suggestions d’activités pédagogiques en classe :

  • A Toulouse, visiter la Cité de l’espace avec votre classe et profiter des activités pédagogiques proposées sur place pour les classes et les formations pour les enseignants.
  • En région parisienne, visiter le Palais de la Découverte et la Cité des sciences et de l’industrie. Les deux méritent le voyage...
  • Les possibilités d’expérimentation en impesanteur pour les établissements scolaires proposées par le CNES avec le projet parabole. Un appel à candidature est organisé chaque année. La prochaine campagne est prévue en mars 2011.
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26 mai 2010 3 26 /05 /mai /2010 10:39

Le satellite américain Ikonos 2 a été lancé le 24 septembre 1999 (après l'échec du lancement de son prédécesseur le 29 avril 1999). C'est là l'époque le premier satellite commercial qui fournit des images d'une résolution meilleure qu'un mètre.  Une autre caractéristique nouvelle pour l'époque est son "agilité", la capacité de pointer dans une direction grâce à un basculement complet du satellite et de l'instrument.

L'image ci-dessous acquise le 22 décembre 1999 en est une bonne illustration. C'est une image de la Lune prise depuis l'orbite terrestre.

 

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Image de la lune acquise par le satellite Ikonos en décembre 1999
(Crédit image : Space Imaging  / Geoeye)


La Lune a été utilisée ici dans le cadre d'activité de calibration du satellite IKONOS. Cette méthode de calibration sur la Lune offre plusieurs avantages : elle peut se faire sans perturber les opérations commerciales du satellite (lorsqu'il survole la face obscure de la Terre ou les pôles), il n'y a pas d'effets atmosphériques, la taille de la lune et des mers sur la lune constituent des cibles de calibration intéressantes.

 

Le satellite Ikonos 2 est en orbite héliosynchrone a 681 km d'altitude. Il traverse l'équateur à 10h30 en heure locale. Il fournit des images d'une résolution de 82 cm au nadir en mode panchromatique et 3,20 mètres au nadir en multispectral (bleu, rouge, vert et proche infra-rouge), avec une fauchée de 11 km. Son cycle de revisite est de 14 jours au maximum. Les données image sont codées sur 11 bits.

 

Suggestions d'utilisation pédagogique :

  • Un peu de geométrie ou de trigomètrie : dans le document cité en référence, les ingénieurs responsables de la calibration parle de détails d'une taille de 450 mètre à la surface de la Lune. Est-ce que ce chiffre est cohérent avec la résolution de 82 cm sur Terre au nadir ? Connaissant le diamètre de la Lune, est-ce que l'image ci-dessus correspond à une image entière d'Ikonos ou est-elle recadrée ?
  • Un peu d'orbitograghie (un peu plus complexe !) : en travaillant sur les orbites et les mouvements respectifs de la Terre, de la Lune, du Soleil et d'Ikonos, quand est-il possible de produire ce type d'image, équivalente d'une pleine lune.

 

En savoir plus :


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2 mai 2010 7 02 /05 /mai /2010 17:05

Allo chef ? oui... Vous n'allez pas me croire !

Le 6 septembre 2003, le satellite de météorologie américain NOAA-N Prime (NOAA-N'), dont le lancement était prévu en 2008, est tombé à terre après une fausse manœuvre en salle d’intégration chez le maître d’œuvre Lockheed Martin.


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Le satellite NOAA-N' après sa chute en salle d’intégration (Crédit image : NASA, www.nasawatch.com)

 

Le satellite, de près de 5 mètres de longueur, était en position verticale à environ un mètre du sol quand il a glissé de sa fixation pendant une manœuvre de basculement vers la position horizontale.

La cause de cette chute : les 24 boulons de fixation du satellite sur son support n’étaient pas en place. L’enquête de la NOAA et de la NASA a mis en évidence un non-respect des procédures, des procédures mal formalisées et un manque de coordination au sein des équipes d’intégration et de test. Les contrôles et le travail de supervision ont également été jugés insuffisants, y compris au niveau de l’assurance qualité du client.

 

Le rapport d'enquête de la NASA (voir lien ci-dessous) a été publié en octobre 2004. Le coût de la réparation a été d'environ 217 millions de dollars, en partie couvert pour le budget prévu pour le stockage du satellite (le lancement avant l'accident était prévu en juin 2008) et avec une contribution de Lockheed Martin.

 Le satellite NOAA-N' "réparé" (75% des équipements ont été remplacés) a finalement été lancé par une fusée Delta II le 6 février 2009 depuis la base de Vandenberg. Deux jours plu tôt, un report de lancement  avait été nécessaire en raison d'un problème de pressurisation. Le satellite a acquis sa première image quelques heures après le lancement. Il a été renommé NOAA-19 en mars 2009 au moment de son passage à l'exploitation opérationnelle par la NOAA. C'est le dernier exemplaire de cette génération de satellites météorologiques. Ce satellite clôture un programme d’observation météo américain qui remonte au lancement, en 1960, de TIROS-1, le premier satellite d’observation météo au monde.


Possibilités de travail pédagogique :

Il peut paraître étonnant d’imaginer un travail pédagogique sur une telle erreur. Néanmoins, c’est l’occasion de découvrir les méthodes et les procédures, les métiers du spatial et, dans une moindre mesure, la démarche de projet :

  • Les méthodes de travail en équipe, les procédures et l’assurance qualité : l’intérêt d’établir des « check-lists » pour les tâches répétitives (analogie par exemple avec les vérifications au décollage d’un avion), le fait que ce sont les tâches les plus routinières qui donnent lieu à des incidents parce que la vigilance se relâche, l’importance de passer correctement des consignes ou des recommandations et de définir une répartition des tâches claire pour tout travail en équipe. Imaginer un jeu de rôle sur un objet technologique complexe peut amener à vivre en classe une expérience très enrichissante.
  • Un travail sur les métiers spécifiques du spatial et de la construction de satellites : recherche et innovation, conception et ingénierie, assemblage-  intégration et tests, etc. En analysant des statistiques de répartition des métiers dans différents domaines (spatial, industrie automobile, nucléaire, électronique grand public), identifier les spécificités de l’industrie spatiale.
  • Une initiation à la démarche de projet avec le principe des phases successives et le mécanisme de revue.

 

En savoir plus :

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Autre photo du satellite NOAA-N' après sa chute (Crédit image : NASA, www.nasawatch.com)

 


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2 avril 2010 5 02 /04 /avril /2010 22:07

Le 13 mars 2008, le satellite allemand Terrasar-X a "survolé" la station spatiale internationale et a pris cette image à  une distance de 195 kilomètres (et à une vitesse relative de près de 35000 kilomètres par heures !)

iss_radarbild_HiRes.jpg

Crédit Image : DLR (German Aerospace Center) - La station ISS vue par le satellite allemand Terrasar-X

La configuration orbitale qui permet ce genre de prise de vue se produit 10 à 11 fois par mois. Il suffit de comparer les orbites des deux satellites... sans se tromper dans les calculs. Comme les orbites sont à des altitudes très différentes, il n'y a aucun risque de collision.

Lancée le 11 mars, La navette spatiale Endeavour vient de s'arrimer quelques heures plus tôt à la station spatiale avec le module logistique japonais dans sa soute. La station a déjà sa dimension internationale, avec les modules américains russe et le laboratoire européen Columbus. Le panneau solaire géant est presque entièrement déployé, avec 6 des 8 éléments en position. Le spationaute français Léopold Eyharts effectue à ce moment un séjour de 48 jours dans l'ISS. Endeavour-Mars2008.jpg

Cette image illustre parfaitement ce que "voit" un satellite radar. Contrairement aux satellites optiques, il ne voit pas directement "les couleurs des surfaces" : le signal hyperfréquence émis par le radar est fortement réfléchi par les bords et les angles ou les coins des objets observés. Par contre, les surfaces lisses, sauf quand elles sont orientées de manière particulière vers l'antenne de réception ont plutôt tendance à dévier l'énergie (un peu comme un miroir mal orienté dans lequel on ne se voit pas).

C'est la raison pour laquelle, l'image radar de l'ISS ressemble à un nuage de points brillants matérialisant les contours de la station.

L'image a une résolution d'environ un mètre. Le X de Terrasar-X ne signifie pas rayon X : la station et ses occupants n'ont pas été passés aux rayon X. X signifie ici que le radar de Terrasar-X fonctionne dans la bande X à une fréquence de 9,65 GHz (la résolution est meilleure quand la fréquence augmente).

Le satellite Terrasar-X, lancé en juin 2007, est le premier satellite allemand réalisé sous la forme d'un partenariat public-privé entre le DLR et Astrium. Il a été construit par Astrium. L'exploitation commerciale des images est assurée par Infoterra GmbH. Le DLR a la responsabilité des applications scientifiques.

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  • : Un autre regard sur la Terre
  • Un autre regard sur la Terre
  • : Les satellites d'observation de la Terre au service de l'environnement : images et exemples dans les domaines de l'environnement, la gestion des risques, l'agriculture et la changement climatique. Et aussi, un peu d'espace et d'astronomie, chaque fois que cela suscite questions et curiosité...
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A Propos De L'auteur

  • Gédéon
  • 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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