rached-innov: Espace - Semaine du 28 septembre au 04 octobre 2014

La semaine qui vient de s’écouler a été riche d’évènements spatiaux ou du mois y ont été rapportées des informations qui ont attiré mon attention. Ces informations relèvant de politiques spatiales ou d’utilisation des technologies spatiales sont très éloquentes d’enseignement. Je terminerai par une information se rapportant à « l’ascenseur spatial » pouvant être considérée jusqu’à preuve du contraire comme information insolite.

La première information, citée par [1], indique que la Cité de l’Espace à Toulouse (ouverte en 1997) a enregistré un record de fréquentation estivale avec plus de 84.000 visiteurs venus découvrir les nouveautés du parc à thème. Cela prouve que l'espace fait toujours rêver. Les expositions consacrées aux missions Curiosity et Rosetta, très médiatisées, et la nouvelle Coupole de l’Astronome ouverte en mai ne sont pas étrangères à ce succès. Il y a lieu de préciser que :

- les tarifs varient de 20,5 à 24 euros pour les adultes et de 15 et 17,5 euros pour les enfants selon la période de l’année [11].

- Curiosity est le rover ou astromobile développée par le centre JPL de l'agence spatiale américaine de la NASA dans le cadre de la mission d'exploration de la planète Mars (Mars Science Laboratory). La sonde spatiale a été lancée le 26 novembre 2011 par une fusée Atlas V. Le site d'atterrissage, sur lequel la sonde spatiale s'est posée le 6 août 2012, se situe dans le cratère Gale. Celui-ci présente dans un périmètre restreint donc compatible avec l'autonomie du rover, des formations reflétant les principales périodes géologiques de la planète dont celle — le Noachien — qui aurait pu permettre l'apparition d'organismes vivants. Au cours de sa mission, Curiosity va rechercher si un environnement favorable à l'apparition de la vie a existé, analyser la composition minéralogique, étudier la géologie de la zone explorée et collecter des données sur la météorologie et les radiations qui atteignent le sol de la planète. La durée de la mission est fixée initialement à une année martienne soit environ 669 sols (jours solaires martiens) ou 687 jours (solaires) terrestres [12].

- Rosetta est une mission spatiale de l'Agence spatiale européenne (ESA) dont l'objectif principal est de recueillir des données sur la composition du noyau de la comète 67P/TG Churyumov Gerasimenko et sur son comportement à l'approche du Soleil. La sonde spatiale, d'une masse de trois tonnes lors de son lancement, doit se placer en orbite autour de la comète puis, après une période d'observation de plusieurs mois, envoyer Philaé, un petit atterisseur de 100 kilogrammes, se poser sur sa surface pour analyser in situ la composition du sol. Il est espéré qu'elle permettrait de confirmer ou infirmer les modèles actuels sur le processus de formation du Système solaire dont les comètes constituent des vestiges. Rosetta a été lancée par une fusée Ariane 5 G+ le 2 mars 2004 [13].

- La coupole de l'astronome à la Cité de l'espace à Toulouse a été inaugurée le 12 mai 2014. Sous ses 7m50 de diamètre, la coupole abrite un télescope de 40 centimètres et une lunette dédiée à l'observation du Soleil. Cet équipement de 350 000 euros a été entièrement financé par la Cité de l'espace [14].

Les politiques spatiales

La Chine et l’Inde sont sources de nouveautés en politiques spatiales. D’abord, la Chine travaille sur le concept fort pertinent de système intégré d'observation de la Terre. En effet, selon [2], la Chine prévoit de construire un système d'observation de la Terre, qui intègre l'utilisation de l'air, de l'espace et de la technologie au sol, y compris les drones, les satellites et les systèmes GPS dans les dix prochaines années. La Chine a déjà construit un réseau de satellites et d'autres installations pour l'observation de la terre en poursuivant ses programmes spatiaux, y compris la navigation habitée de l'espace, la sonde lunaire et système de navigation GPS Beidou. Ainsi, la Chine veut promouvoir la construction d'un système haute définition d’observation de la terre (EBS) et l'infrastructure de données spatiales. Le réseau GPS Beidou, opérationnel en Chine depuis Décembre 2011, dispose de 16 satellites de navigation qui fournissent des services de GPS à travers la région Asie-Pacifique. La Chine prévoit de porter ce nombre à 30 satellites d'ici 2020 pour en faire un GPS complet.

En attendant, la Chine a publié lundi dernier la première série de photos prises par Gaofen-2, son satellite d'observation de la Terre le plus avancé [3]. Le Gaofen-2 est le deuxième des sept satellites à lancer pour le projet Gaofen d'observation haute définition avant 2020 Le projet a été lancé en mai 2010 [2]. Gaofen-2 peut voir un objet d'un mètre de long depuis l'espace et en couleur. Les zébrures d'un passage pour piétons dans la zone de Xizhimen au centre-ville de Beijing sont clairement visibles dans l'une des 15 photos publiées. Gaofen-2 a été lancé le 19 août. Il est le deuxième des sept satellites à avoir été lancé pour le projet Gaofen, un programme chinois d'observation en haute définition d'ici 2020. Gaofen-1 a été lancé en avril 2013.

Image prise par Gaofen-2, représentant l'axe central de Beijing. [Photo: sastind.gov.cn]

Ensuite, j’ai été attiré par le concept indien du Jugaad [4] qui serait derrière les succès de l’Inde dans de nombreux domaines en général et dans le domaine spatial en particulier. Jugaad est un mot du registre familier hindi que l'on pourrait traduire approximativement par "débrouillardise" - ou plutôt "l'art de faire plus avec moins". Concrètement, il s'agit d'une sorte de philosophie qui consiste à concevoir des solutions simples mais efficaces en mettant en œuvre pragmatisme et ingéniosité. Comme l'a fait remarquer le New York Times en février 2014 (in [4]), le Jugaad est déjà largement mis en œuvre dans la recherche d'innovation indienne, et souvent revendiqué comme force nationale : l'Inde a en effet créé la voiture la moins chère du monde (la Tato Nano, accessible pour 1560 euros), la tablette la moins chère, ou encore le réfrigérateur en argile (Miticool) qui fonctionne sans électricité. Comme le suggère Navi Radjou dans l'Express en novembre 2013 (in [4]), l'esprit Jugaad, forme dominante de l'innovation dans les marchés émergents, pourrait apporter une lumière nouvelle à la vision occidentale actuelle de l'innovation, souvent très institutionnalisée et normalisée dans ses processus opérationnels. Ce consultant en innovation, basé dans la Silicone Valley, est coauteur d'un essai intitulé L'innovation Jugaad : Redevenons ingénieux ! (Diateino, 2013), dans lequel il met en lumière les intérêts possibles d'une telle approche pour la croissance des entreprises occidentales, dans un contexte de ressources financières et énergétiques restreintes. Un certain nombre d'entreprises ont déjà reconnu la pertinence de cet état d'esprit (in [4]).

Comme pour étayer ce concept, la Mars Orbiter Mission (MOM), encore appelée mission Mangalyaan (de l'hindi "véhicule martien"), vient de se placer en orbite autour de Mars ce mercredi 24 septembre au matin, après un voyage de plus de 700 millions de kilomètres initié le 5 novembre 2013 dans le golf du Bengal. Le succès de cette mission, deux jours après celui de la mission martienne MAVEN de la NASA, positionne l'Inde comme une puissance spatiale de premier plan et lui permet de rejoindre le club fermé des mises en orbite martiennes réussies, aux côtés des Etats-Unis, de la Russie et de l'Union Européenne [4]. Aujourd'hui, avec 57 million d'euros seulement, la mission Mangalyaan est la plus économique de l'histoire de l'exploration spatiale (pour comparaison, la sonde des Etats-Unis MAVEN, elle aussi lancée en novembre 2013 et arrivée sur mars avec succès, a coûté 510 million d'euros, soit environ neuf fois plus). On se réjoui de ce succès. D’après [4], on peut supposer que la réussite de Mangalyaan va éveiller un intérêt encore plus grand sur cette vision de l'innovation.

Forte de cet exploit, l'Organisation indienne de recherche spatiale (ISRO) et la NASA ont signé deux documents scellant formellement les accords entre les Etats-Unis et l'Inde pour renforcer la coopération dans l'exploration de Mars et pour une mission conjointe NASA et ISRO d'observation de Terre plus tard cette décennie [5]. Le premier accord met en place un groupe de travail Mars de la NASA et d'ISRO, qui se réunira une fois par an. Sa tâche est d'identifier les programmes et les objectifs scientifiques et technologiques que la NASA et l'ISRO ont en commun pour l'exploration de Mars, ainsi que la possibilité de futures missions conjointes de la planète rouge. Le second accord engage les deux pays à la mission NASA et ISRO du radar à ouverture synthétique (NISAR), dont le lancement est prévu pour 2020. Ce satellite d'observation de la Terre sera utilisé pour mesurer les changements à la surface terrestre de la Terre afin d'étudier les impacts environnementaux et les mouvements de la croûte, des calottes glaciaires et des glaciers. Pour ce faire, NISAR sera le premier satellite à utiliser deux fréquences radar différentes dans la bande L et la bande S. Ceci fournira, selon la NASA, des résolutions de moins d'un centimètre. En vertu de l’accord, la NASA fournira la bande L du radar à ouverture synthétique (SAR), le système de communication, les appareils GPS, l’enregistreur, et les sous-systèmes de données, tandis que l'ISRO apportera la navette spatiale et la bande S du SAR, ainsi que la réalisation de la tâche de lancer le satellite en orbite.

Les utilisations de la télédétection et de l’espace

On se rappelle encore du vol MH17 du 17 juillet 2014, de la compagnie aérienne Malaysia Airlines, en provenance d'Amsterdam, aux Pays-Bas et à destination de Kuala Lumpur, capitale de la Malaisie, assuré par un Boeing 777-200ER, qui s'est écrasé dans l'Est de l'Ukraine, près de la frontière avec la Russie. Les premiers rapports indiquent que les 283 passagers et 15 membres de l'équipage à bord sont tous morts. Selon [6], l'équipe d'enquête de ce vol pense utiliser une méthode de télédétection pour examiner le site du crash afin d’éviter de négliger tout objet qui peut expliquer ce qui s’est réellement passé. Cette méthode utilise le Lidar (Light Detection and Ranging), capable de balayer l'ensemble de la région et d’en fournir instantanément une cartographie en trois dimensions. Ce qui permettrait une analyse en profondeur du site de l'accident et de la structure des sols. Des débris discrets imperceptible à l'œil humain, peuvent être alors localisés. On sait déjà que le Lidar est couramment utilisé par les compagnies pétrolières et de gaz et dans des domaines tels que l'archéologie, la géographie, la géomorphologie, la sismologie et la foresterie.

Sur un autre plan plus scientifique, la télédétection et l’espace ont été mis à contribution, selon [7], pour créer une nouvelle carte du fond marin terrestre. Deux fois plus précise que la version précédente produite il y a près de 20 ans, la nouvelle carte détaille des milliers de montagnes inexplorées et fournit de nouveaux indices sur la formation des continents. La précision de la nouvelle carte est améliorée grâce à des instruments de télédétection, notamment l'accès aux données satellitaires, jusque-là inexploitées, provenant des satellites CryoSat-2 et Jason-1. Le satellite CryoSat-2 de l'ESA est généralement axé sur la surveillance du volume de la glace polaire mais opère également de façon continue sur les océans. Le satellite Jason-1 de la NASA a été redirigé pour la cartographie du champ de gravité de la Terre au cours de la dernière année de sa mission de 12 ans. Les données de ces satellites ont été combinées avec les données existantes et utilisées pour élaborer un modèle scientifique qui capte les mesures de gravité sur le fond de l'océan. Le résultat final est une carte qui a révélé les détails de milliers de montagnes sous-marines qui atteignent un kilomètre (0,6 miles) ou plus du fond de l'océan, offrant aux géophysiciens de nouveaux outils pour analyser des centres de propagation océaniques et des bassins océaniques éloignées, et un éclairage nouveau sur la tectonique des océans profonds. On peut voir ainsi clairement des collines abyssales, qui sont les formes de terre les plus communes sur la planète. La carte a également révélé pour la première fois des connexions continentales à travers l'Amérique du Sud et l'Afrique nouvellement exposées, et de nouvelles preuves de l’étalement des crêtes des fonds marins dans le golfe du Mexique, qui étaient actifs il y a 150 millions d'années, mais qui sont désormais enterrées par une couche de sédiments de 1,6 km (1 miles) d'épaisseur. L'une des utilisations les plus importantes de ce nouveau champ de gravité marin sera d'améliorer les estimations de la profondeur du fond marin dans les 80 pour cent des océans qui restent inconnus ou qui sont enterrés sous des sédiments épais. La nouvelle carte permettra également la prochaine nouvelle version des cartes des océans de Google pour remplir de grands vides entre les profils de profondeur fournis par des enquêtes par bateau. La vidéo ci-dessous détaille la nouvelle carte, qui peut être consulté ici. On avait l’impression jusque-là d’en savoir plus sur la topographie de la Lune et de Mars étant donné qu'ils ne sont pas couverts par les océans, que sur les profondeurs des océans de la Terre. Avec la création de cette nouvelle carte de fond marin au monde, cette lacune va semble-t-il être relevée.

Maintenant, contemplons ensemble ces images de la Terre vue de l'espace en accéléré [8]. L'astronaute allemand Alexander Gerst, qui se trouve à bord de la Station spatiale internationale (ISS), a eu la bonne idée de faire un timelapse où se succèdent éclairs, aurores boréales et lever de soleil. Il a tourné ce timelapse à 400 kilomètres d'altitude, à une vitesse de 28800 km/h. L'ISS accomplit un tour de planète complet en 90 minutes. A voir absolument.

D'un autre côté, un satellite de la NASA a capturé fin septembre ces spectaculaires images de l'arrivée de l'automne au Canada et dans le nord-est des États-Unis [9]. En effet, cette année, l’automne est arrivé le 23 septembre. Les feuilles commencent à jaunir et rougir pour finalement tomber quelques jours plus tard. La raison de ce changement de couleur est notamment dû au raccourcissement des jours. Du fait que le soleil est moins présent, la chlorophylle des feuilles ne peut plus absorber les rayons du soleil comme durant l'été. Et cela peut rapidement se voir grâce aux images capturées par le satellite Terra de la NASA grâce au MODIS (Radiomètre spectral pour imagerie de résolution moyenne). Sur le site de la NASA Worldwide, il est possible d'observer les États-Unis... Ces changements de couleurs sont le signe que les journées chaudes d'été laissent la place aux saisons froides. Avec la disparition de la chlorophylle, les pigments rouges, jaunes et orange prennent le dessus. Regardez cette vidéo pour plus d'infos sur le mécanisme régissant le changement de couleurs des feuilles.

Entre le 16 juin et le 27 septembre 2014

Et jetez un œil sur ces cartes de Weather Channel, montrant les pics de couleurs dans le feuillage avec l'avancée de la saison.

Entre le 9 août et le 26 septembre 2014

Toutes les images sont issues de NASA Worldview. Explorez d'autres changements de couleurs de l'imagerie interactive par satellite de la NASA.

Insolite

Et maintenant que penser de l’information suivante rapportée par [10]. Certains ou certaines d'entre vous ont pu voir il y a quelques années le film 'H2G2 le guide du voyageur intergalactique' mettant en scène un voyageur perdu ainsi qu'un robot dépressif parcourant l'univers et parodiant bon nombre de films de science-fiction. Dans ce long métrage, le héros grimpait dans un ascenseur spatial... Il n'y a alors qu'un pas que la société Obayashi a franchi. Cette compagnie compte finaliser son projet en 2050 soit un plus de 35 ans de fonds et d'infrastructures nécessaires à ce projet tout de même dément, il faut l'avouer. D'autant plus, que la hauteur souhaitée de 96 000 kms est ébouriffante (Figure 1). Cependant, pour l'instant, il bien avouer que les technologies de construction ne sont pas à la hauteur de l'ambition et il faudra en passer par là pour réussir ce projet, notamment l'utilisation de fibres de carbone. Cette innovation technologique ne serait disponible que pour les départs de navettes spatiales d'exploration mais aussi touristique. En effet plus besoin de boosters de départ pour arracher l'engin à l'attraction terrestre, dont moins de kérosène consommé et au final un dock de départ plus facile pour éviter la gravité. Le projet de cette société ambitieuse démarrera en 2030, le temps sûrement de rassembler tous les éléments. Même si, pour l'instant, certains seraient plus que dubitatifs, souhaitons bonne chance au long cours pour la réalisation de projet herculéen!