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Sciences spatiales Les deux questions fondamentales qui gouvernent la recherche scientifique dans le domaine des sciences spatiales sont les suivantes:
En étudiant notre propre Galaxie, les scientifiques essaient de comprendre le cycle de vie d'une étoile ainsi que la façon dont se sont formés les systèmes planétaires. Comprendre notre étoile la plus proche, le Soleil, aide les scientifiques à en savoir plus sur la façon dont les étoiles évoluent et les aident également à mieux comprendre les phénomènes climatiques tels que les éruptions solaires. En réalisant des études comparatives des planètes du système solaire, les scientifiques ont découvert des mécanismes tels que des activités volcaniques ou tectoniques et l'effet de serre qui ont façonné notre planète et son climat. Enfin, pour conclure cette brève introduction, l'astrophysique et la physique des particules convergent dans leur recherche d'une loi unique commune aux interactions fondamentales gouvernant l'univers ainsi que dans une compréhension optimale du rôle de la gravité.
Domaines de recherche Atmosphères planétaires Le comportement des atmosphères sur les autres planètes est intéressant en soi et peut nous éclairer sur l'étude de notre propre atmosphère et du système climatique. En se donnant la peine de se concentrer essentiellement sur Mars, l'utilisation des données des engins spatiaux (y compris celles des missions actuelles sur Mars) et des modèles de simulation informatique nous permettent de mieux comprendre la dynamique des atmosphères planétaires. Comètes et astéroïdes Les astéroides, les comètes et les météores dont on pense qu'ils sont des débris des débuts du système solaire sont des éléments importants pour expliquer les origines du système solaire. Jusqu'au début des années 1990, les seules informations obtenues sur ces corps venaient d'observations de la Terre effectuées en orbite ou à partir des débris retombés sur Terre. Ces dernières années, les scientifiques ont pu étudier des astéroides et des comètes avec une extrême précision en envoyant des engins spatiaux pour les examiner de plus près . Mais les missions spatiales permettent d'aller plus loin que de simples observations des astéroides et des comètes. Notre programme détaillera en quoi la composition, les orbites et les trajectoires des astéroïdes, des comètes et des météorites contribuent à prédire et à décrire la vie du système solaire. Géodésie planétaire Il s'agit d'une science qui contribue à la métrologie de la planète Terre. Elle renvoie à un ensemble de techniques telles que la télémétrie laser sur satellite, les déplacements Doppler des signaux entre les satellites et les réseaux au sol (ou d'autres satellites), les engins spatiaux en orbite (GPS, GLONAS,...) pour un positionnement précis,l'altimétrie des océans et de la calotte polaire, l'interférométrie à très longue base, la télémétrie laser lunaire et récemment l'interférométrie par radar à ouverture synthétique (INSAR). La géodésie spatiale se situe au croisement de nombreuses disciplines, plus particulièrement les sciences de la Terre, l'océanographie, la glaciologie ainsi que la planétologie qui a des approches similaires. Ses objectifs principaux consistent à mesurer à l'échelle mondiale la forme de la Terre, son champ de gravitation et ses variations temporelles, sa rotation, les marées, les mouvements en surface, la dynamique des océans et de la calotte polaire. La géodésie planétaire trouve de nombreuses applications dans l'orbitographie précise des satellites artificiels ainsi que dans les systèmes de navigation et de référence. La géodésie planétaire poursuit des objectifs similaires dans l'exploration et l'étude des corps du système solaire. Astrophysique L'astrophysique est généralement définie comme étant l'étude des propriétés physiques des planètes et des étoiles (une branche de l'astronomie). Cependant, dans des cercles plus scientifiques, il est communément admis que cette définition doit être élargie pour inclure par exemple la physique des hautes énergies des phases primitives de l'univers tel que cela a été prouvé expérimentalement lors de la mission Planck de l'Agence Spatiale Européenne (ESA). L'existence de tels projets confirme une chose qui devrait être évidente, à savoir: que la définition de l'astrophysique est, dans la pratique, sans cesse élargie pour inclure l'étude des propriétés relativistes de l'espace et du temps entre les étoiles, ce qui nous permet de définir avec précision la gravitation et par conséquent les mouvements de ces corps célestes en interaction et à partir de là de définir la dynamique physique de la création et de l'évolution de l'univers. L'espace intersidéral est composé de matériaux qui traversent différentes phases thermiques et chimiques, à savoir :
Physique solaire Le Soleil est une source de luminosité et de chaleur pour la vie sur Terre. Nos ancêtres se sont rendus compte que leur vie dépendait du Soleil et ils lui vouaient un grand respect. Aujourd'hui, nous sommes encore impressionnés par le Soleil. En outre, nous cherchons à comprendre son fonctionnement, les raisons de ses évolutions et l'impact de ses évolutions sur notre Terre. Les rayons du Soleil étaient beaucoup plus faibles lors de sa formation alors que la Terre n'était pas recouverte de glace. La quantité et la qualité des rayons du Soleil varient dans le temps dans un ordre de grandeur allant de millisecondes à des milliards d'années. Lors des derniers cycles solaires, l'éclairement énergétique total du Soleil a été modifié d'environ 0,1%, le soleil étant beaucoup plus brillant au maximum du cycle solaire. Certaines de ces variations influencent certainement notre climat mais d'une façon aléatoire. Le Soleil est à l'origine du vent solaire; un flot de gaz émanant du soleil qui se répand sur la Terre à une vitesse de plus de 500 km par seconde (soit à un million de km/h). Des perturbations du vent solaire secouent le champ magnétique terrestre et refoulent l'énergie vers les ceintures de radiation. Les régions à la surface du Soleil explosent souvent et émettent des rayons X et des rayons ultraviolets légers qui réchauffent la couche supérieure de l'atmosphère terrestre. Ce « temps spatial » peut modifier les orbites des satellites et raccourcir la durée des missions. L'excès de radiation peut détériorer physiquement les satellites et représenter une menace pour les astronautes. Secouer le champs magnétique terrestre peut aussi causer des coupures de courant électrique qui détruisent les installations et privent d'électricité de grandes zones. Puisque nous dépendons de plus en plus des satellites dans l'espace, nous allons ressentir de plus en plus les effets de la météo spatiale et par conséquent, la prédire devient une nécessité. Physique des plasmas Toutes les étoiles, y compris le Soleil, l'espace intersidéral et interplanétaire, la couche supérieure de l'atmosphère (ionosphère) - soit près de 99% de la matière dans la galaxie est dans un état de plasma. Le plasma se retrouve dans les processus de transformation de certains types d'énergie vers d'autres, qui constituent l'essence des phénomènes actifs autour du soleil et à proximité des planètes (magnétosphères), y compris la Terre.
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