Recherche spatiale - Space research
La recherche spatiale est une étude scientifique menée dans l' espace extra-atmosphérique et en étudiant l'espace extra-atmosphérique. De l'utilisation de la technologie spatiale à l' univers observable , la recherche spatiale est un vaste domaine de recherche . Les sciences de la Terre , la science des matériaux , la biologie , la médecine et la physique s'appliquent toutes à l'environnement de la recherche spatiale. Le terme comprend des charges utiles scientifiques à toute altitude de l' espace profond à orbite terrestre basse , étendu à la fusée - sonde de recherche dans l' atmosphère supérieure et ballons altitude de haute .
L'exploration spatiale est aussi une forme de recherche spatiale.
Histoire
Fusées
Les fusées chinoises étaient utilisées lors de cérémonies et comme armes depuis le XIIIe siècle, mais aucune fusée n'a surmonté la gravité terrestre avant la seconde moitié du XXe siècle. Les fusées à capacité spatiale sont apparues simultanément dans les travaux de trois scientifiques, dans trois pays distincts. En Russie, Konstantin Tsiolkovsky , aux États-Unis, Robert H. Goddard , et en Allemagne, Hermann Oberth .
Les États-Unis et l' Union soviétique ont créé leurs propres programmes de missiles. Le domaine de la recherche spatiale a évolué en tant que recherche scientifique basée sur l'avancement de la technologie des fusées.
En 1948-1949, les détecteurs des vols de fusées V-2 ont détecté les rayons X du Soleil. Les fusées-sondes ont aidé à nous montrer la structure de la haute atmosphère . Au fur et à mesure que des altitudes plus élevées ont été atteintes, la physique spatiale est devenue un domaine de recherche avec des études sur les aurores , l' ionosphère et la magnétosphère de la Terre .
Satellites artificiels
Le premier satellite artificiel , le russe Spoutnik 1 , lancé le 4 octobre 1957, quatre mois avant les États-Unis d'abord, Explorer 1 . La découverte majeure de la recherche par satellite a eu lieu en 1958, lorsque Explorer 1 a détecté les ceintures de radiation de Van Allen . La planétologie franchit une nouvelle étape avec le programme russe Luna , entre 1959 et 1976, une série de sondes lunaires qui nous ont donné des preuves de la composition chimique des Lunes, de la gravité, de la température, des échantillons de sol, les premières photographies de la face cachée de la Lune par Luna 3 , et les premiers robots télécommandés ( Lunokhod ) à atterrir sur un autre corps planétaire .
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Coopération internationale
Les premiers chercheurs spatiaux ont obtenu un important forum international avec la création du Comité de la recherche spatiale (COSPAR) en 1958, qui a réalisé un échange d'informations scientifiques entre l'Est et l'Ouest pendant la guerre froide, malgré l'origine militaire de la technologie des fusées sous-jacente à la domaine de recherche.
Astronautes
Le 12 avril 1961, le lieutenant russe Youri Gagarine fut le premier humain à orbiter autour de la Terre, à Vostok 1 . En 1961, l'astronaute américain Alan Shepard a été le premier Américain dans l'espace. Et le 20 juillet 1969, l'astronaute Neil Armstrong était le premier humain sur la Lune .
Le 19 avril 1971, l'Union soviétique a lancé Saliout 1 , la première station spatiale de longue durée, une mission réussie de 23 jours, malheureusement ruinée par des catastrophes de transport. Le 14 mai 1973, Skylab , la première station spatiale américaine lancée, sur une fusée Saturn V modifiée . Skylab a été occupé pendant 24 semaines.
Le degré
486958 Arrokoth est le nom de l'objet le plus éloigné et le plus primitif visité par un vaisseau spatial humain. Initialement désigné "1110113Y" lorsqu'il a été détecté par Hubble en 2014, le planétésimal a été atteint par la sonde New Horizons le 1er janvier 2019 après une phase de manœuvre d'une semaine. New Horizons a détecté Ultima Thule à 107 millions de milles et a effectué un total de 9 jours de manœuvres pour passer à moins de 3 500 milles du binaire de contact de 19 milles de long . Ultima Thule a une période orbitale d' environ 298 ans, se trouve à 4,1 milliards de kilomètres de la Terre et à plus de 1 milliard de kilomètres au-delà de Pluton .
Interstellaire
La sonde Voyager 1 a été lancée le 5 septembre 1977 et a survolé la lisière de notre système solaire en août 2012 vers le milieu interstellaire . L'objet humain le plus éloigné de la Terre, les prédictions incluent une collision, un nuage d' Oort et le destin, "peut-être éternellement - à errer sur la Voie lactée".
Voyager 2 a été lancé le 20 août 1977 en voyageant plus lentement que Voyager 1 et a atteint le milieu interstellaire fin 2018. Voyager 2 est la seule sonde terrestre à avoir visité les géantes de glace de Neptune ou d' Uranus.
Aucun Voyager ne vise un objet visible particulier, mais les deux continuent d'envoyer des données de recherche au réseau Deep Space de la NASA à partir de 2019.
Deux sondes Pioneer et la sonde New Horizons devraient entrer dans le milieu interstellaire dans un avenir proche, mais ces trois-là devraient avoir épuisé la puissance disponible avant cette date, de sorte que le point de sortie ne peut pas être confirmé avec précision. La prédiction de la vitesse des sondes est imprécise lorsqu'elles traversent l' héliosphère variable . Pioneer 10 est à peu près au bord extérieur de l'héliosphère en 2019. New Horizons devrait l'atteindre d'ici 2040, et Pioneer 11 d' ici 2060.
Deux sondes Voyager ont atteint le milieu interstellaire et trois autres sondes devraient rejoindre cette liste.
Domaines de recherche
La recherche spatiale comprend les domaines scientifiques suivants :
- Observations de la Terre , utilisant des techniques de télédétection pour interpréter les données optiques et radar des satellites d' observation de la Terre
- Géodésie , utilisant les perturbations gravitationnelles des orbites des satellites
- Sciences de l'atmosphère , aéronomie à l' aide de satellites , fusées-sondes et ballons à haute altitude
- Physique spatiale , l'étude in situ des plasmas spatiaux, par exemple les aurores , l' ionosphère , la magnétosphère et la météo spatiale
- Planétologie , utilisant des sondes spatiales pour étudier les objets du système planétaire
- Astronomie , en utilisant des télescopes spatiaux et des détecteurs qui ne sont pas limités en regardant à travers l'atmosphère
- Sciences des matériaux , profitant de l' environnement micro-g sur les plateformes orbitales
- Sciences de la vie , y compris la physiologie humaine , utilisant l'environnement de rayonnement spatial et l' apesanteur , faisant également pousser des plantes dans l' espace
- Physique , utilisant l'espace comme laboratoire d'études en physique fondamentale.
Recherche spatiale à partir de satellites artificiels
Satellite de recherche de la haute atmosphère
Le satellite de recherche sur l'atmosphère supérieure était une mission dirigée par la NASA et lancée le 12 septembre 1991. Le satellite de 5 900 kg (13 000 lb) a été déployé à partir de la navette spatiale Discovery lors de la mission STS-48 le 15 septembre 1991. C'était le premier multi-instrumenté satellite pour étudier divers aspects de l'atmosphère terrestre et mieux comprendre la photochimie . Après 14 ans de service, l'UARS a terminé sa carrière scientifique en 2005.
Programme des Grands Observatoires
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Le programme Great Observatories est le programme phare du télescope de la NASA . Le programme des Grands Observatoires fait avancer notre compréhension de l'univers avec une observation détaillée du ciel, basée sur les spectres de lumière gamma, ultraviolet, X, infrarouge et visible . Les quatre principaux télescopes du programme des Grands Observatoires sont le télescope spatial Hubble ( visible , ultraviolet ), lancé en 1990, l' observatoire Compton Gamma Ray ( gamma ), lancé en 1991 et retiré en 2000, l' observatoire Chandra X-Ray ( rayons X ), lancé en 1999 , et le télescope spatial Spitzer ( infrarouge ), lancé en 2003.
Les origines de Hubble, du nom de l'astronome américain Edwin Hubble , remontent à 1946. De nos jours, Hubble est utilisé pour identifier les exo-planètes et donner des comptes rendus détaillés des événements dans notre propre système solaire. Les observations en lumière visible de Hubbles sont combinées avec les autres grands observatoires pour nous donner certaines des images les plus détaillées de l'univers visible.
Laboratoire international d'astrophysique des rayons gamma
INTEGRAL est l'un des observatoires gamma les plus puissants, lancé par l' Agence spatiale européenne en 2002, et continue de fonctionner (en mars 2019). INTEGRAL donne un aperçu des formations cosmologiques les plus énergétiques de l'espace, notamment les trous noirs, les étoiles à neutrons et les supernovas. INTEGRAL joue un rôle important dans la recherche sur les rayons gamma, l'un des phénomènes les plus exotiques et énergétiques de l'espace.
Petit explorateur de gravité et de magnétisme extrême
La mission GEMS dirigée par la NASA devait être lancée pour novembre 2014. Le vaisseau spatial utiliserait un télescope à rayons X pour mesurer la polarisation des rayons X provenant des trous noirs et des étoiles à neutrons. Il rechercherait des restes de supernovae, des étoiles qui ont explosé. Peu d'expériences ont été menées sur la polarisation des rayons X depuis les années 1970, et les scientifiques s'attendaient à ce que GEMS innove. La compréhension de la polarisation des rayons X améliorera les connaissances des scientifiques sur les trous noirs, en particulier si la matière autour d'un trou noir est confinée, à un disque plat, un disque soufflé ou un jet giclant. Le projet GEMS a été annulé en juin 2012, et devrait échouer dans les limites de temps et de financement. L'objectif de la mission GEMS reste pertinent (à partir de 2019).
Recherche spatiale sur les stations spatiales
Salout 1
Salyut 1 a été la première station spatiale jamais construite. Il a été lancé le 19 avril 1971 par l' Union soviétique . Le premier équipage a échoué à entrer dans la station spatiale. Le deuxième équipage a pu passer vingt-trois jours dans la station spatiale, mais cet exploit a rapidement été éclipsé puisque l'équipage est décédé à son retour sur Terre. Salyut 1 a été intentionnellement désorbité six mois en orbite car il a manqué prématurément de carburant.
Skylab
Skylab a été la première station spatiale américaine. Il était 4 fois plus grand que Saliout 1. Skylab a été lancé le 19 mai 1973. Il a fait tourner trois équipages de trois pendant sa durée de fonctionnement. Les expériences de Skylab ont confirmé les trous coronaux et ont permis de photographier huit éruptions solaires.
Mir
La station soviétique (plus tard russe) Mir , de 1986 à 2001, a été la première station spatiale habitée à long terme. Occupé en orbite terrestre basse pendant douze ans et demi, Mir a servi un laboratoire permanent de microgravité . Les équipages ont expérimenté la biologie , la biologie humaine , la physique , l' astronomie , la météorologie et les systèmes spatiaux. Les objectifs comprenaient le développement de technologies pour l'occupation permanente de l' espace .
Station spatiale internationale
La Station spatiale internationale a reçu son premier équipage dans le cadre de STS-88 , en décembre 1998, une mission de coopération internationale de près de 20 participants. La station a été occupée en continu pendant 20 ans et 240 jours, dépassant le précédent record, près de dix ans, par la station russe Mir . L'ISS fournit des recherches en microgravité et une exposition à l'environnement spatial local. Les membres d'équipage effectuent des tests relatifs à la biologie, la physique, l'astronomie et autres. Même l'étude de l'expérience et de la santé de l'équipage fait progresser la recherche spatiale.
Voir également
Les références
Liens externes
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Médias liés à la recherche spatiale sur Wikimedia Commons
