Sondes spatiales |
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Une sonde spatiale est un vaisseau envoyé par l'Homme dans l'espace et destiné à explorer des objets de notre système solaire ou plus largement à étudier un corps céleste : planète , comète, astéroïde, étoile, etc.
Depuis presque cinquante ans, ces engins spatiaux sont envoyés dans notre système solaire, avec un taux d'échec élevé mais les missions réussies de ses sondes nous valent de magnifiques observations qui font autant rêver le grand public que les scientifiques.
Les images qui nous parviennent, témoignent souvent de notre passé mais aussi nous montrent notre avenir.
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Qu'est-ce qu'une sonde spatiale ? |
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catégorie : sondes, télescopes |
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Une sonde spatiale est un vaisseau envoyé par
l'Homme dans l'espace et destiné à explorer des objets de notre système
solaire ou plus largement à étudier un corps céleste : planète , comète,
astéroïde, étoile, etc.
De nombreuses tentatives sont restées
infructueuses autant du côté américain que du côté russe, mais ce sont
les soviétiques qui ont les premiers su faire sortir un objet fabriqué
par l'homme hors du champs d'attraction terrestre.
Le 2 janvier 1959, la
sonde spatiale Lunik 1 s'approche à 6000 km de la lune pour poursuivre
ensuite sa route dans l'espace après avoir transmis quelques données
scientifiques. Deux mois plus tard, la sonde américaine Pioneer effectue
le même parcours.
Depuis presque cinquante ans, ces engins spatiaux sont envoyés dans
notre système solaire, avec un taux d'échec élevé mais les missions
réussies de ses sondes nous valent de magnifiques observations qui font
autant rêver le grand public que les scientifiques.
Les images qui nous
parviennent, témoignent souvent de notre passé mais aussi nous montrent
notre avenir.
Une sonde spatiale peut avoir différentes fonctions selon le type de
module qu’elle embarque.
On parle d’orbiteur lorsqu’elle s’insère en orbite de l’astre cible,
d’atterrisseur lorsqu’elle se pose sur un corps solide, ou de sonde de
rentrée lorsqu’elle entre dans l’atmosphère d’un corps gazeux.
En règle générale
une sonde a pour but de faire des mesures in situ et de nous transmettre
ces données. |
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De plus elles sont toujours équipées de caméras
d'observations qui nous montrent l'objet cible en dehors des
perturbations atmosphériques terrestres et dans un angle de vue
inaccessible à nos yeux depuis la terre et même depuis l'orbite
terrestre.
Il est important de faire la différence avec les satellites
artificiels, qui eux, ne sont destinés qu'à être mis sur orbite
terrestre.
Cependant, certaines sondes sont aussi destinées à être mises
en orbite autour d'autres planètes, satellites de planètes ou même
autour de petits astéroïdes.
Les États-Unis dominent largement ce domaine de l'exploration du système
solaire, par les sondes spatiales. Ils envoient en 1964 une première
sonde spatiale vers Mars, puis en 1972 vers Jupiter, en 1973 vers
Saturne et Jupiter, et une autre vers Mercure, en 1977 vers Uranus et
Neptune ainsi que Jupiter et Saturne.
Au XXème siècle, seul Pluton n'a
pas encore fait l'objet d'une exploration par sonde spatiale.
Aujourd'hui ces instruments perçoivent dans le détail les formes
et la composition d'objets des régions lointaines et nous offrent des
vues exceptionnelles d'une précision inégalée, comme celle du cratère de
Terra Sirenum de l'hémisphère sud de Mars (Photo prise le 3 octobre
2006 par la sonde Mars Reconnaissance Orbiter). |
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| Cassini |
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catégorie : sondes, télescopes |
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La mission
Cassini-Huygens La mission Cassini-Huygens est une mission conjointe de la NASA, de l'Agence spatiale européenne et de l'Agence spatiale italienne dont le but principal est d'explorer Saturne et ses satellites, en particulier Titan. L'idée de cette mission remonte à 1982. La durée totale de la mission est estimée à 11 ans, du lancement le 15 octobre 1997 jusqu'en 2008.
La sonde Cassini-Huygens est composée de l'orbiteur Cassini, équipée au total de 12 instruments, et de l'atterrisseur Huygens, équipé de 6 instruments. Début 2004, la sonde est entrée en orbite autour de Saturne et le 14 janvier 2005, l'orbiteur s'est posé sur Titan. est une mission spatiale
automatique réalisée en collaboration par le Jet Propulsion Laboratory (JPL),
l'Agence spatiale européenne (ESA) et l'Agence spatiale italienne (ASI).
Son objectif est l'étude de la planète Saturne et de plusieurs de ses
satellites, dont Titan. La sonde spatiale Cassini-Huygens, composée de
l'orbiteur Cassini et du module Huygens est en orbite autour
de la planète. Huygens avait pour objectif d'atterrir sur le satellite
Titan.
Le nom de la mission est un hommage à Jean-Dominique Cassini,
astronome français du XVIIe siècle à l'origine d'observations
fondamentales concernant Saturne, et à Christian Huygens, astronome
néerlandais du même siècle, qui a découvert Titan.
La mission Cassini-Huygens a notamment permis
d'avoir de nombreuses images détaillées de Phœbé, d'étudier en détails
la structure des anneaux de Saturne, d'étudier Titan de manière
approfondie et de découvrir les nombreuses lunes de Saturne. |
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Après un
voyage de près de 7 ans et 3,5 milliards de km parcourus dans le système
solaire sur le dos de Cassini, Huygens s'est posée sur Titan, grâce à
ses boucliers thermiques, le 14 janvier 2005 renvoyant sur Terre,
distante de 1,2 milliards de km, des informations et des images
spectaculaires.
plus de détails sur la mission
plus de détails sur Titan |
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Image d'artiste de la sonde Cassini Huygens © Mylène
Simoès |
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New horizons |
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catégorie : sondes, télescopes |
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Le programme
New Horizons
New Horizons est la première sonde à avoir pour principal objectif l'étude et le survol de Pluton. En raison de son éloignement, Pluton est une destination à risque, c’est pourquoi les projets d'étude de cette planète naine ont été annulés les uns après les autres,
comme le programme Outer Planet Grand Tour, qui prévoyait l'envoi de quatre sondes, dont deux en direction de Jupiter, Saturne et Pluton.
Suite à des contraintes budgétaires, la NASA n'a pu envoyer que 2 sondes : Voyager 1 et 2.
L'observation de Pluton a été abandonnée car le Jet Propulsion Laboratory (JPL) ne pouvait diriger, pour des raisons de configuration planétaire
qu'une sonde à la fois vers Uranus, Neptune et Pluton.
est une sonde spatiale de la
NASA destinée à survoler Pluton et son satellite Charon, puis à
continuer dans la ceinture de Kuiper. Il étudiera aussi Jupiter et ses
lunes.
Il s'agit du premier engin spécifiquement étudié pour
retransmettre des données des objets lointains du système solaire.
La sonde a été lancée le jeudi 19 janvier 2006 à 20h00 heure française
et pourra utiliser l'assistance gravitationnelle de Jupiter en 2007. La
sonde a une forme triangulaire épaisse.
Comme la sonde part aux confins du système solaire, la génération
d'électricité ne peut être assurée par les traditionnels panneaux
solaires, un générateur thermoélectrique à radio-isotope (RTG) est alors
embarqué.
Ce générateur convertira la chaleur fournie par la désintégration
radioactive de 10,9 kg de dioxyde de plutonium 238, dont on estime qu'il
fournira encore 190 watts en 2015. |
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Le cylindre contenant le
générateur est fixé sur un des sommets du triangle.
L'antenne
parabolique, d'un diamètre de 2,5 mètres, servant à la communication
avec la Terre est fixée sur une des faces du triangle.
Son poids total
est de 265 kg.
plus de détails |
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Image d'artiste de la sonde New Horizons
© Mylène
Simoès |
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Rosetta |
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catégorie : sondes, télescopes |
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Rosetta
Le nom Rosetta est un clin d'œil à la fameuse pierre de Rosette, qui permit il y a 2 siècles, de déchiffrer les hiéroglyphes égyptiens. L'atterrisseur est baptisé Philae, du nom de l'obélisque de Philae, qui permit en complément de la pierre de Rosette de déchiffrer les hiéroglyphes.
est une sonde spatiale conçue par l'Agence
spatiale européenne (ESA), dont l'objectif principal est l'étude de la
Comète Churyumov-Gerasimenko.
Elle sera la première à se mettre en
orbite autour d'une comète et également à déposer un atterrisseur sur sa
surface. Mais avant d'arriver auprès de cette dernière, la sonde
photographiera les astéroïdes
Steins
L'astéroïde 2867 Steins ne mesure que quelques kilomètres de diamètre. Il a été découvert le 4 novembre 1969 par Nikolaj S. Chernykh.
et
Lutetia.Lutetia a été observée pour la première fois par Herman Goldschmidt à Paris, le 15 novembre 1852.
Durant 18 mois Rosetta cartographiera la comète
et posera son atterrisseur à sa surface afin d'étudier sa
composition.
Suite à l'échec de la fusée européenne Ariane 5 en
décembre 2002, c’est la comète Churyumov-Gerasimenko qui a été choisie
au détriment de Wirtanen (objectif initial).
Ariane 5 a lancé la sonde
Rosetta le mardi 2 mars 2004 à 4h 17m et 44s (heure de Kourou, en Guyane française) pour un parcours de 5 milliards de
kilomètres.
Rosetta bénéficiera de l'effet d'assistance gravitationnelle. |
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Ce concept permet de se servir de l'énergie
gravitationnelle d'un corps céleste en le frôlant. Plus il est massif et
plus la vitesse acquise est élevée.
Rosetta va user par
quatre fois de cette technique, en frôlant la Terre (2005, 2007 et 2009) et Mars
(2007).
Rosetta
frôlera l'astéroïde Steins à 1 700 km, le 5 septembre 2008, avec une vitesse relative de
9 km/s.
Lutetia d'un diamètre d'une centaine
de kilomètres, sera frôlé le 10 juillet 2010. Rosetta
passera à 3 000 km de l'objet à près de 15 km/s.
Il n'y aura pas, pour
des raisons d'économie d'énergie, de communication avec la terre entre
2011 et 2014. Au mois d'août 2014 elle devrait entrer en orbite
autour de la comète. |
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Image d'artiste de la sonde Rosetta
© Mylène
Simoès |
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Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) |
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catégorie : sondes, télescopes |
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Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), c’est le nom de cet
œil de lynx d'une nouvelle génération de sondes destinées à photographier la planète
rouge comme jamais. Cette sonde américaine, lancée le 12 août
2005 depuis la base Cap Canaveral en Floride, contribue à enrichir nos connaissances sur la planète Mars,
comme l'histoire de son eau, de son climat ou de son sous-sol.
MRO
pourra repérer les meilleurs sites d'atterrissage pour des sondes ou
les hommes à venir et servira, dès la fin de sa mission scientifique, de relais de communication
avec la Terre jusqu'en 2015. Cette sonde est nettement plus imposante
que les précédentes (Mars Global Surveyor et Mars Odyssey). Avec une
hauteur de 6,50 m et un diamètre de 3 m, ce monstre bourré de
technologie, contient 11 instruments au total pour assurer, sa mission
scientifique, sa navigation et sa communication avec la Terre (caméra
stéréoscopique haute résolution HiRISE, caméra CTX de contexte, spectro-imageur
CRISM, caméra MARCI, radiomètre MCS, radar SHARAD, émetteurs radio
sciences, ... ). |
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D'une masse
totale de 2180 kg au décollage, MRO a été lancée par une fusée Atlas
V-401. Après avoir parcouru 500 millions de km en 7 mois à 3 km/s, elle
s'est positionnée en orbite martienne.
La sonde martienne MRO de la NASA qui a débuté
réellement sa
mission scientifique en novembre 2006 a d'ores et déjà envoyé vers la
Terre, en quelques mois, près de 8 téraoctets de données, autant que MGS (Mars Global Surveyor) en neuf années d'observation.
Avec toute cette technologie embarquée, la sonde MRO rencontre quelques
difficultés avec ses instruments.
La moitié des capteurs de la
caméra HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) présentent en
effet des niveaux de bruit anormaux mais qui n'ont qu'un
impact limité sur la qualité des images. Le second instrument, le Mars Climate Sounder qui est chargé de scanner l'atmosphère martienne au
dessus de l'horizon, a quant à lui des difficultés de
calage de son champ de vision.
Le coût total de la sonde est estimé à
720 millions de dollars. |
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Image d'artiste de la sonde MRO
© Mylène
Simoès |
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Dawn |
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catégorie : sondes, télescopes |
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Le voyage de la sonde Dawn ("aurore" en anglais)
va nous éclairer un peu plus sur la naissance de notre système solaire
ainsi que sur la formation des planètes.
Après plusieurs reports, la
NASA a procédé au lancement de la sonde spatiale DAWN à destination des
astéroïdes Vesta et Cérès, les deux plus gros corps célestes connus de
la ceinture d'astéroïdes qui se situe entre Mars et Jupiter.
Une fusée
Delta 2, équipée de neuf boosters s'est élancée, dans le ciel de
Floride, le jeudi 27 septembre 2007 à 11h34 GMT.
Cette ambitieuse mission de la NASA vise à satelliser la sonde Dawn
autour de Vesta en 2011 puis de Cérès en 2015. Pour atteindre ces deux
astéroïdes, une manœuvre d'assistance gravitationnelle autour de Mars
sera nécessaire en 2009.
L'étude de ces deux objets devrait permettre une meilleure compréhension
des conditions initiales du Système Solaire peu de temps après sa
formation et de mieux comprendre les étapes de la formation des
planètes.
Dawn qui va parcourir au total 5,1 milliards de km, évoluera 7 mois
autour de chaque astéroïde. Des survols à basse altitude sont prévus, à
une altitude de 15 km pour Vesta et de 40 km pour Cérès. |
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Cérès et Vesta sont des protoplanètes et se sont formés
à peu près à la même époque, au moment de la formation des planètes du
système solaire il y a environ 4,5 milliards d'années.
Vesta et Cérès sont très différents. Vesta est un gros rocher de forme
irrégulière, sec et rocailleux avec une surface qui semble être formée
de lave gelée. Cérès est presque rond (diamètre de 960 km) et pourrait
avoir des pôles glacés. Cérès présente la particularité d'avoir le
double statut d'astéroïde et de planète naine depuis 2006 comme Pluton
et Eris. La mission est prévue pour durer jusqu'en juillet 2015.
Ce voyage inédit est rendu possible grâce aux moteurs à propulsion
ionique. La sonde Dawn est équipée de caméras, d'un spectromètre à
infrarouge, et d'un détecteur à neutrons et rayons gamma. L'énergie des
panneaux solaires de 19,8 mètres d'envergure va permettre le
fonctionnement de ses trois moteurs à propulsion ionique.
"Pour moi, c’est vraiment le premier vrai engin spatial
interplanétaire", explique l'ingénieur en chef Marc Rayman.
La mission Dawn coûte 357 millions de dollars (252,7 millions d'euros)
hors coût de lancement par la fusée Delta. |
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Image d'artiste de la sonde DAWN
© Mylène
Simoès
La mission de la sonde Dawn ("aurore" en anglais) est prévue pour durer
8 ans et son voyage de 5,1 milliards de kilomètres va nous renseigner
sur les premiers instants de la naissance du système solaire, il y a 4,6
milliards d'années. |
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Wilkinson Microwave Anisotropy Probe ou WMAP |
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catégorie : sondes, télescopes |
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La sonde Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) a été lancée le
30 juin 2001.
Elle est destinée à l'étude de
l'anisotropie c'est à dire selon la direction, du fond diffus
cosmologique.
WMAP a été baptisée ainsi en hommage à
l'astronome américain David Wilkinson, membre de l'équipe en charge du
satellite, pionnier de l'étude du fond diffus cosmologique, décédé le 5
septembre 2002.
L'objet de la mission est de cartographier avec la
meilleure précision possible les fluctuations de température du
rayonnement thermique cosmologique, ainsi que sa polarisation afin de
permettre de reconstituer le contenu matériel de l'univers.
Les
premiers résultats de la sonde WMAP ont été salués à juste titre comme
une grande avancée dans la compréhension de l'univers car WMAP a réalisé
la première carte complète du fond diffus cosmologique depuis celle du
satellite COBE en 1992, et ce avec une résolution considérablement
meilleure.
Le cosmos est âgé de 13,7 milliards d'années.
Les
premières générations d'étoiles ont commencé à s'y allumer 200 millions
d'années après le bigbang.
L'image a été publiée le 11 février 2003. |
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Cette image représente une cartographie de l'Univers dans l'état où il
se trouvait à sa création, à l'âge de 380 000 ans alors qu'il devenait
transparent.
Ce murmure radio capturé dans le rayonnement à 3K ou
-270°C nous montre les fluctuations résiduelles de notre univers et en
filigrane, les grumeaux de matière qui ont donné naissance aux galaxies.
La sonde Planck lancée en mai 2009 prend la suite pour expliquer
l'histoire de l'Univers. Son objectif est aussi d'observer le fond
diffus cosmologique, le rayonnement émis 380 000 ans après la naissance
de l'Univers, qui explique que la température actuelle de l'Univers est
de 2,7 K. « En observant ce signal, nous pouvons remonter le temps et
voir l'Univers tel qu'il était il y a des milliards d'années en arrière
», explique Dominique Yvon, astrophysicien au CEA.
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Les analyses de l'image WMAP ci-dessus de tout le ciel indiquent que
l'Univers est vieux de 13,7 milliards d'années (avec une précision de 1
%), composé de 73 % d'énergie sombre, 23 % de matière sombre froide, et
seulement 4 % d'atomes, est actuellement en expansion au taux de 71
km/s/Mpc (avec une précision de 5 %), est passé par des épisodes
d'expansion rapide appelés inflation et grandira pour toujours.
Crédit: Équipe scientifique WMAP, NASA |
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