Comment fonctionne WISE

Si vous avez grandi à l'ère du programme Apollo , des navettes spatiales et du télescope Hubble , vous êtes probablement habitué à penser que l'exploration spatiale implique des pièces de matériel avec des étiquettes de prix étonnantes, des missions uniques et étroitement ciblées et des espérances de vie courtes. Mais à une époque où la NASA est soumise à une pression budgétaire de plus en plus forte, les scientifiques spatiaux d'aujourd'hui n'ont plus de chèque en blanc pour explorer le cosmos. Au lieu de cela, 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 Wide-field Infrared Survey Explorer , ou WISE .

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 travail formidable dans 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 éteint 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 une nouvelle 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, selon les scientifiques est suffisamment proche pour qu'ils présentent un danger d'entrer en collision avec nous. De plus, 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, à 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 de certaines des choses incroyables que le satellite a déjà accomplies.

1. Mission originale de WISE
2. La nouvelle mission de WISE
3. Pourquoi WISE est si important

Pour reprendre une phrase du capitaine fictif James Kirk de "Star Trek", lorsque WISE a été lancé en 2009 sur une orbite polaire à 326 miles (525 kilomètres) au-dessus de la surface de la Terre, il a été conçu pour regarder avec audace là où personne n'avait regardé avant que. WISE n'était pas le premier observatoire orbital infrarouge, mais contrairement aux sondes précédentes, il a été conçu pour surveiller toute l'étendue du ciel, regardant plus loin dans l'espace pour repérer des objets faibles et/ou distants [source : NASA ].

Pour ce faire, 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 fondamentalement l'idée - qui maintenait les instruments à -429 degrés Fahrenheit (-256 Celsius) . Cet effet paralysant 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 travail, WISE a scanné le ciel 1 fois et demie, 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, âgées de quelques millions d'années seulement, à l'intérieur de 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 de liquide de refroidissement nécessaire pour refroidir ses détecteurs infrarouges. À ce moment-là, les scientifiques ont fermé deux des quatre détecteurs et ont cessé de regarder dans les confins lointains de l'espace [source : Chow ]. Mais les gadgets de l'observatoire orbital fonctionnaient suffisamment bien pour convenir parfaitement 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 a 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 scanner le ciel à la recherche d'objets plus proches. En 2010, il 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 réactivera à nouveau WISE, elle 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 d'objets lointains et faibles qu'il l'était autrefois. Mais il a encore suffisamment de capacité pour détecter le rayonnement infrarouge des objets les plus proches. "Deux de nos quatre détecteurs infrarouges fonctionnent toujours même à des températures plus chaudes, nous pouvons donc utiliser ces bandes pour continuer notre chasse aux astéroïdes et aux comètes", a déclaré Amy Mainzer du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Space.com en octobre 2010 [source : Malik ].

La détection infrarouge est un outil particulièrement utile, non seulement pour repérer les astéroïdes mais aussi pour calculer avec précision leur taille. Les astéroïdes réfléchissent la lumière mais ne l'émettent pas, et leur albédo varie , ou leur capacité à réfléchir la lumière visible. Cela signifie que pour un télescope optique ordinaire, une petite 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 qui manque à un télescope ordinaire 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 suffisamment proches pour poser problème – et de la bonne taille pour être capturés par un vaisseau spatial robotique.

Pourquoi les observatoires orbitaux sont-ils si utiles ?

Pendant 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 des télescopes au sol, même 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 excellent exemple : le télescope spatial Hubble, déployé par la navette spatiale Discovery en 1990 et toujours en activité, a contribué à réécrire les manuels d'astronomie, faisant la lumière sur des questions telles que l'âge de l'univers et l'existence de l'énergie noire [sources : HubbleSite , NASA ].

WISE devrait être d'une grande aide dans deux missions importantes de la NASA : suivre les objets géocroiseurs et concevoir un moyen d'en protéger la Terre, 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 mise en évidence par l'explosion en février 2013 d'un météore de 18 mètres (60 pieds) de diamètre et de 11 000 tonnes métriques (12 125 tonnes) au-dessus de la ville russe de Tcheliabinsk. Ce morceau de roche spatiale a libéré près de 30 fois l'énergie de l'une des bombes atomiques qui a explosé 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 donneront, espérons-le, à la NASA un avertissement préalable d'un objet sur une trajectoire de collision - et le temps de mettre en œuvre une stratégie défensive, que cela signifie détourner l'astéroïde avec des tracteurs à gravité, des voiles solaires ou d'autres technologies futures , ou le briser avec une explosion nucléaire [source : Messier ].

La NASA envisage également d'utiliser des engins spatiaux robotiques pour capturer un petit astéroïde proche de la Terre 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, le lasso avec des câbles, puis le glisser dans un "sac de capture d'astéroïdes" géant, ce 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'envolent vers lui dans le vaisseau spatial Orion, un véhicule spatial en cours de développement, puis sortent dans l'espace jusqu'à sa surface. Ils retireraient des échantillons de roche qui seraient ramenés sur Terre pour une étude plus approfondie [source : Moscowitz , NASA ]. À terme, les astéroïdes capturés pourraient être une source de matériaux précieux tels que le nickel, le platine et le palladium, voire des sites de fabrication [source : Mann ].

Note de l'auteur : Comment fonctionne WISE

Je suis fasciné par l'idée de la NASA d'atterrir sur un astéroïde, en partie parce que lorsque j'étais enfant dans les années 1960, je me souviens encore de l'excitation de voir une version de bande dessinée Classics Illustrated du roman fantastique de Jules Verne de 1877 "Off on une comète." Dans le roman de Verne, cependant, les astronautes n'atterrissent pas sur une comète. Au lieu de cela, un objet céleste appelé Gallia balaie la Terre et gratte un peu de terre près de Gibraltar, et dans le processus emmène plusieurs dizaines d'humains avec lui lors d'un voyage à travers le système solaire. Bien que cette prémisse fût divertissante pour les lecteurs du XIXe siècle, bien sûr, dans la vraie vie, une telle collision pourrait provoquer une catastrophe mondiale semblable à celle qui a tué les dinosaures. Nous ferions bien mieux de suivre le plan de la NASA.

Articles Liés