Le concept de cet artiste montre le Wide-field Infrared Survey Explorer, ou le vaisseau spatial WISE, dans son orbite autour de la Terre. NASA/JPL-Caltech Si vous avez grandi à l'époque du programme Apollo, les navettes spatiales et le télescope Hubble, vous êtes probablement habitué à considérer l'exploration spatiale comme impliquant des pièces de matériel avec des étiquettes de prix étonnantes, Célibataire, missions étroitement ciblées et espérance de vie courte. Mais à une époque où la NASA est soumise à une pression budgétaire de plus en plus forte, les scientifiques de l'espace d'aujourd'hui n'ont plus de chèque en blanc pour explorer le cosmos. Au lieu, ils doivent utiliser leur ingéniosité pour tirer le meilleur parti de ressources limitées, par exemple, en sortant un satellite mis en veilleuse de son hibernation et en le réaffectant à une nouvelle mission.
C'est exactement ce que fait la NASA avec le Explorateur de relevés infrarouges à grand champ , ou SAGE .
Lorsque le télescope orbital de 320 millions de dollars a été lancé en décembre 2009, sa mission initiale était de rechercher le rayonnement infrarouge provenant d'objets distants - des astéroïdes aux étoiles naines brunes exotiques - qui étaient trop faibles pour être observés dans le spectre de la lumière visible [sources :Chow, Klotz]. Au cours des 13 mois qui ont suivi, WISE a fait un excellent travail à cette tâche, cataloguant 560 millions d'objets célestes. En plus des étoiles et des galaxies, WISE a découvert 19 comètes inédites et plus de 33, 500 astéroïdes [source :Chow]. Finalement, après que WISE ait terminé ses travaux, Les scientifiques de la NASA ont mis hors tension la plupart des composants électroniques du satellite et l'ont laissé en orbite en hibernation en février 2011 [source :Space.com].
Mais il s'avère que WISE n'est pas encore terminé. En août 2013, La NASA a annoncé qu'elle réactivait le satellite pour un nouveau mission de trois ans. Au lieu de sonder les confins de l'espace, WISE recherchera et étudiera les objets géocroiseurs (NEO) - des roches spatiales qui peuvent être trouvées en orbite à moins de 28 millions de miles (45 millions de kilomètres) de la trajectoire de notre planète autour du soleil, qui, selon les scientifiques, est suffisamment proche pour qu'ils présentent un danger de collision avec nous. En outre, WISE aidera la NASA à identifier les astéroïdes qui pourraient être de bonnes destinations potentielles pour les astronautes, dans le cadre de l'objectif du président américain Barack Obama d'envoyer des humains visiter un astéroïde capturé d'ici 2025 [source :NASA].
Dans son nouveau rôle, WISE a le potentiel de faire des découvertes très importantes - et de le faire à moindre coût, pour un coût de seulement 5 millions de dollars pour chaque année d'exploitation supplémentaire [source :Klotz].
Dans cet article, nous parlerons du nouveau travail passionnant de WISE, ainsi que certaines des choses étonnantes que le satellite a déjà accomplies.
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Une nouvelle image infrarouge de WISE montre un bouton de rose cosmique s'épanouir avec de nouvelles étoiles. Les étoiles, appelé le cluster Berkeley 59, sont les points bleus à droite du centre de l'image. Ils n'ont que quelques millions d'années, jeunes sur des échelles de temps stellaires. NASA/JPL-Caltech/UCLA Pour coopter une phrase du capitaine fictif James Kirk de "Star Trek, " lorsque WISE a été lancé en 2009 sur une orbite polaire à 326 milles (525 kilomètres) au-dessus de la surface de la Terre, il a été conçu pour regarder avec audace là où personne n'avait regardé auparavant. WISE n'était pas le premier observatoire orbital infrarouge, mais contrairement aux sondes précédentes, il a été conçu pour arpenter toute l'étendue du ciel, regarder plus loin dans l'espace pour repérer des objets faibles et/ou distants [source :NASA].
Pour y parvenir, WISE s'est appuyé sur une conception sophistiquée et une technologie de pointe. Le satellite était équipé d'un télescope sensible et de détecteurs de lumière infrarouge montés à l'intérieur d'un réservoir d'hydrogène solide gelé - imaginez un Thermos géant, et vous avez essentiellement l'idée - qui a gardé les instruments à un froid de -429 degrés Fahrenheit (-256 Celsius). Cet effet de refroidissement a empêché WISE de capter la signature thermique de ses propres gadgets, rendant ses observations encore plus précises [source :NASA].
Au cours de ses 13 mois de travaux, WISE a scanné le ciel 1 1/2 fois, prenant environ 1,8 million d'images que les scientifiques assemblent pour créer une carte composite du cosmos [source :Klotz]. Certains des aperçus de détails inédits de l'univers qu'il a fournis étaient étonnants. Par exemple, un instantané a révélé qu'un vaste nuage rouge et vert dans l'espace lointain regorgeait d'étoiles nouvellement formées, il n'a que quelques millions d'années, à l'intérieur des volutes de poussière interstellaire ressemblant à des fleurs [source:Space.com].
Mais WISE n'a pas été conçu pour fonctionner indéfiniment à pleine capacité. En septembre 2010, le vaisseau spatial a commencé à manquer du liquide de refroidissement nécessaire pour refroidir ses détecteurs infrarouges. À ce moment, les scientifiques ont fermé deux des quatre détecteurs et ont cessé de regarder dans les confins de l'espace [source :Chow]. Mais les gadgets de l'observatoire orbital fonctionnaient suffisamment bien pour être parfaitement adaptés à une autre mission importante.
Après avoir terminé sa mission initiale, WISE a en fait eu une sorte d'essai sur ce qui allait devenir son deuxième acte. Après que la NASA ait fermé une grande partie de son équipement infrarouge lorsque le liquide de refroidissement a commencé à s'épuiser, les scientifiques ont utilisé ce qui fonctionnait encore pour travailler sur un projet appelé NEOWISE entre janvier 2010 et février 2011. Le vaisseau spatial a commencé à scruter le ciel à la recherche d'objets plus proches. En 2010, il en a observé environ 158, 000 corps rocheux, dont 34, 000 astéroïdes dans la ceinture principale du système solaire entre Mars et Jupiter, et repéré 135 objets géocroiseurs potentiellement dangereux, c'est-à-dire suffisamment proches de l'orbite terrestre pour présenter un risque de collision [source :NASA].
Lorsque la NASA réactive WISE, il utilisera le télescope de 16 pouces (40 centimètres) du satellite et ses capteurs infrarouges pour rechercher d'autres objets proches de la Terre. Parce que les capteurs ne sont plus sur-refroidis, ils ne fonctionnent pas tous, et donc le satellite n'est pas aussi bon pour détecter le rayonnement de loin, objets faibles comme autrefois. Mais il lui reste encore suffisamment de capacités pour détecter le rayonnement infrarouge provenant d'objets plus proches. « Deux de nos quatre détecteurs infrarouges fonctionnent toujours même à des températures plus élevées, afin que nous puissions utiliser ces bandes pour continuer notre chasse aux astéroïdes et aux comètes, " Amy Mainzer du Jet Propulsion Laboratory de la NASA a déclaré à Space.com en octobre 2010 [source :Malik].
La détection infrarouge est un outil particulièrement utile, non seulement pour repérer les astéroïdes, mais pour calculer avec précision leur taille. Les astéroïdes réfléchissent la lumière mais ne l'émettent pas, et ils varient en albédo , ou la capacité de réfléchir la lumière visible. Cela signifie que pour un télescope optique ordinaire, un petit, La roche spatiale de couleur claire peut sembler aussi grosse qu'une roche sombre beaucoup plus grande. Un télescope infrarouge, cependant, capte une partie du spectre non visible qu'un télescope ordinaire manque, et peut donner une image plus complète d'un astéroïde [source :NASA].
Les scientifiques parient que cette capacité permettra à WISE de nous donner une meilleure idée des astéroïdes suffisamment gros et proches pour poser un problème – et de ceux qui pourraient être de la bonne taille pour être capturés par un vaisseau spatial robotique.
Pourquoi les observatoires orbitaux sont-ils si utiles ?Pour la majeure partie de l'histoire de l'astronomie, les scientifiques étaient limités dans ce qu'ils pouvaient voir du cosmos parce que l'atmosphère terrestre obscurcissait la vue même des télescopes au sol bien équipés. Mais avec l'avènement de l'ère spatiale, les astronomes avaient une nouvelle option. Ils pourraient mettre des observatoires en orbite au-dessus de l'atmosphère, leur donnant une chance de faire des observations sans entrave. Un bon exemple :le télescope spatial Hubble, déployé par la navette spatiale Discovery en 1990 et toujours en opération, a aidé à réécrire les manuels d'astronomie, faire la lumière sur des questions telles que l'âge de l'univers et l'existence de l'énergie noire [sources :HubbleSite, Nasa].
Cette conception d'artiste montre comment se créent les familles d'astéroïdes. Des collisions catastrophiques entre des astéroïdes situés dans la ceinture entre Mars et Jupiter ont formé des familles d'objets sur des orbites similaires autour du soleil. NASA/JPL-Caltech WISE devrait être d'une grande aide dans deux missions importantes de la NASA :suivre les objets géocroiseurs et trouver un moyen de protéger la Terre contre eux, et organiser une mission habitée vers un astéroïde d'ici 2025.
L'identification et le suivi des astéroïdes qui pourraient s'aventurer à proximité de la Terre est une mission particulièrement prioritaire de la NASA. Son urgence a été renforcée par l'explosion en février 2013 d'un 18 mètres (60 pieds) de diamètre, 11, 000 tonnes métriques (12, météore de 125 tonnes) au-dessus de la ville russe de Chelyabinsk. Ce morceau de roche spatiale a libéré près de 30 fois l'énergie d'une des bombes atomiques explosées à la fin de la Seconde Guerre mondiale, et plus de 1, 200 personnes ont été blessées par des débris volants [sources :Yeager, Klotz].
La compilation d'une base de données d'objets géocroiseurs et le suivi de leurs mouvements, espérons-le, donneront à la NASA un avertissement préalable d'un objet sur une trajectoire de collision – et le temps de mettre en œuvre une stratégie défensive, si cela signifie détourner l'astéroïde avec des tracteurs à gravité, voiles solaires ou autres technologies futures, ou le briser avec une explosion nucléaire [source :Messier].
La NASA envisage également d'utiliser un vaisseau spatial robotisé pour capturer un petit astéroïde géocroiseur et le rediriger en toute sécurité vers une orbite stable à proximité de la Terre et de la Lune. Une vidéo de la NASA décrit une méthode possible :une sonde robotique alimentée par des voiles solaires pourrait dépasser l'astéroïde, lasso avec des câbles, puis glissez-le dans un "sac de capture d'astéroïdes" géant, " qui permettra à l'engin de contrôler et de diriger ses mouvements.
Une fois que l'astéroïde est là où la NASA le veut, les astronautes s'y rendraient dans le vaisseau spatial Orion, un véhicule de l'espace lointain en cours de développement, puis sortie dans l'espace jusqu'à sa surface. Ils prélèveraient des échantillons de roche qui seraient ramenés sur Terre pour une étude plus approfondie [source :Moscowitz, Nasa]. Finalement, les astéroïdes capturés pourraient être une source de matériaux précieux tels que le nickel, platine et palladium, voire des sites de fabrication [source :Mann].
Je suis fasciné par l'idée de la NASA d'atterrir sur un astéroïde, en partie parce que quand j'étais enfant dans les années 1960, Je me souviens encore de l'excitation de voir une version de bande dessinée de Classics Illustrated du roman fantastique de Jules Verne de 1877 « Off on a Comet ». Dans le roman de Verne, cependant, les astronautes n'atterrissent pas sur une comète. Au lieu, un objet céleste appelé Gallia glisse latéralement sur la Terre et gratte un peu de terre près de Gibraltar, et dans le processus, plusieurs dizaines d'humains l'accompagnent dans un voyage à travers le système solaire. Alors que cette prémisse était divertissante pour les lecteurs du 19e siècle, bien sûr, dans la vraie vie, une telle collision pourrait provoquer une catastrophe mondiale semblable à celle qui a tué les dinosaures. Nous sommes beaucoup mieux en suivant le plan de la NASA.
