[News] IBEX: une mission pour explorer les bords du Système Solaire

[Adrien]

La NASA doit lancer cette semaine IBEX, un petit satellite dédié à l'étude de la frontière entre le Système Solaire et le milieu interstellaire, une région très mal connue des astronomes bien qu'atteinte par Voyager 1. Première mission de ce type, IBEX est conçu pour détecter les 'bords' du Système Solaire, c'est-à-dire l'extrémité de la sphère d'influence du Soleil, là où le vent solaire s'écoule dans des régions inexplorées et inconnues du milieu interstellaire, e...

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[$$$]

Salut,
Il y a une erreur sous la photo : "est" et non "et".

Pourquoi n'envoie-t-on pas cette sonde plus près de la zone d'étude ?
Quand j'ai lu la news, j'ai cru un instant qu'on allait envoyer une sonde aux limites du système solaire.

...orbite de travail fortement elliptique de 7000 km de périgée et de plus de 220000 km d'apogée

Pourquoi un tel écart ?

[Gui13]

Citation:
...orbite de travail fortement elliptique de 7000 km de périgée et de plus de 220000 km d'apogée

Pourquoi un tel écart ?

CF Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Interstell ... y_Explorer
Ce serait pour sortir de la magnetosphere de la terre à l'apogée, et donc fournir des mesures plus précises et non perturbées.

Dans la magnetosphere, le satellite transferera ses informations à la terre.

Par contre, je me demande ausssi pourquoi ils ne l'envoient pas plus loin...

[tr]

Pourquoi ils ne l'envoient pas plus loin ?
J'imagine que l'équipe qui a présenté ce projet a démontré que ça pouvait marcher comme ça.
De plus, s'il faut fournir une vitesse de 11,2 Km/s à une sonde pour la libérer de l'attraction terrestre, il faut l'accélérer encore (6 Km/s ? 16 Km/s ? : A vérifier) plus pour l'éloigner de l'orbite de la Terre autour du Soleil. Donc il faudrait un engin spatial plus lourd, et autonome en énergie, avec un réacteur nucléaire ou un générateur radio-isotopique, parce-que les cellules solaires ça ne vaut plus grand chose quand on va si loin du Soleil.
Enfin, si on veut mesurer les particules sub-atomiques à côté d'un générateur nucléaire, toutes les mesures subiront un biais à cause dudit générateur : il faut donc embarquer un bouclier et éloigner le générateur des capteurs, comme sur les sondes Pioneer : lourd et compliqué.
D'où, à mon humble avis, aller "sur place" coûterait dix à cent fois plus cher, et qui donnerait des résultats dix à cent fois plus tard : il a fallu des dizaines d'années aux sondes Pioneer et Voyager pour atteindre physiquement cette limite. On fera peut-être de meilleures observations de loin, sur cette orbite terrestre, à l'ombre de panneaux solaires... L'expérience vaut le coup et le coût d'être tentée.

[griffaurel]

Pour à la fois bénéficier d'une impulsion d'accélération et d'énergie non nucléaire, on pourrait faire une voile solaire parabolique réfléchissante avec au foyer deux panneaux solaires dos à dos dans l'axe longitudinal.

Le miroir permettrait de récupérer l'impulsion des photons solaires et les panneaux solaires fourniraient l'énergie électrique.
Plus le miroir serait grand et plus les énergies motrice et électrique seraient grandes.

Évidemment comme on ne peut avoir le beurre et l'argent du beurre, l'énergie solaire électrique serait prélevée sur une fraction seulement de la surface du miroir. Sinon il n'avancerait pas.
Autre avantage, un miroir parabolique de grande taille fait un excellent réflecteur d'antenne pour communiquer à très grande distance.

Qui dit mieux ?

[tr]

Comment alimenter les instruments, les modules de communication et le chauffage de la sonde quand l'énergie solaire baisse drastiquement, très au-delà de l'orbite Martienne ?

[griffaurel]

A mon avis, l'énergie nécessaire pour les instruments dépend de leurs performances, de la température à laquelle il peuvent fonctionner, de l'énergie thermique que l'on peut récupérer sur les panneaux solaires insolés (rendement photovoltaïque) , etc...
C'est sur que c'est pas facile de maitriser tous les paramètres.
C'est une question d'échelle et de technologie.
Mais ce n'est pas parce que ça n'a jamais été fait que ce ne sera jamais possible.

[tr]

Un des aspects du problème, c'est que la température d'un objet loin du soleil est très faible, elle tend vers les 3°Kelvin cosmologiques... Toute notre électronique est à revoir en profondeur, si on ne chauffe pas. Si tu prends une planète comme Uranus, à près de vingt fois la distance Terre-Soleil, 20 UA, sa température de surface est inférieure à 70°Kelvins, soit -200°Celsius.
Ces températures très basses sont le reflet du peu d'énergie ambiante disponible : flux infrarouges, visibles, vent solaire, il n'y a plus rien à récupérer...

L'énergie envoyée par le Soleil décroit de manière proportionnelle au carré de la distance, c'est à dire : à deux fois la distance Terre-Soleil, tu as non pas 2 fois moins d'énergie mais 4 fois moins d'énergie par unité de surface.

Et il y a au minimum 87 Unités Astronomiques à parcourir pour atteindre la zone d'intérêt...

Soit, à nouveau en mode calcul, tu arrives dans une zone où il y a (90)² = 8100 fois moins d'énergie disponible en provenance du Soleil. Là où 1 mètre carré de cellules solaires te suffisaient dans la banlieue terrestre, il t'en faut un carré de 90 mètres de côté, et peut-être plus, parce-qu'il faut lutter contre le froid intersidéral - une grande voile-miroir serait mieux pour ça.

Autre contrainte, la puissance d'émission des transmetteurs d'information à bord de la sonde : Pioneer émettait je crois à 100 Watts : il faut un certain niveau pour surmonter le bruit à ces distances.

L'idée que tu cites n'est pas totalement irréalisable mais l'engin devrait être très miniaturisé et d'une technologie qui n'existe pas encore.

Autre solution imaginaire pour se passer de l'énergie nucléaire, il faudrait disposer d'un mode 'Lazare' fiable qui laisserait la sonde en hibernation profonde pendant les dix-vingt ans minimum du parcours, pour la réveiller proprement sur place, en imaginant un moyen de stockage de l'énergie qui résiste à moins 270°Celsius. Mais on perd les observations en chemin et aussi si elle ne se réveille pas, on n'aura aucun moyen de connaître l'origine du pépin (Une faille dans l'espace temps ? Je ris mais à moitié, la vitesse des sondes Pioneer et Voyager étant légèrement anormale...)

[griffaurel]

Avec la technologie actuelle, c'est utopique.
Mais d'ici à ce qu'on invente une nouvelle électronique supraconductrice et quantique fonctionnant à 30°K, on aura ptet des lasers suffisamment puissants pour illuminer une grande voile au niveau d'Uranus

Un concept n'a pas à prouver qu'il est faisable.
Il donne la direction pour l'accomplir

[tr]

A remarquer la dualité civile/militaire de cette technologie laser que tu évoques : ceux qui seraient capables de pointer un laser suffisamment puissant, permanent ou capable de répéter indéfiniment des flashs lumineux pour propulser une sonde loin dans l'espace disposeraient aussi par là même d'une arme d'une précision et d'une efficacité folle : ' suffit juste de focaliser un peu plus et de viser la Terre plutôt que l'espace...

[Khainyan]

mais faut autrement plus d'énergie pour détruire qqchose que pour propulser une sonde

[tr]

Sauf si tu focalises le rayonnement, sachant qu'un laser est déjà par définition un rayonnement cohérent et directif. Et pour focaliser, la parabole, les miroirs orientables sont au point depuis quelques centaines d'années... Les chinois auraient déjà expérimenté ce genre d'armes depuis la Terre vers des satellites. A priori l'inverse, des satellites vers la Terre, n'existe pas encore...

[$$$]

Salut,

Jolie masturbation de l'esprit.

Voyager I et II ne doivent pas être équipées de chauffage électrique, pourtant elles continuent droit devant elles, et nous envoient des informations.

Elles auraient même suffisamment d'énergie pour nous envoyer des informations jusqu'en 2020.

http://vulgum.org/libre/article.php3?id_article=322

[tr]

Jolie masturbation de l'esprit.

Voyager I et II ne doivent pas être équipées de chauffage électrique

Je ne vois pas où est le plaisir solitaire quand on discute sciences sur un forum Chacun son truc...

Renseigne-toi sur le fonctionnement des semi-conducteurs à très basse température : ils deviennent des isolants. Même les solides changent de propriétés à très basse température... Alors comment l'électronique de bord de Voyager fonctionne-t-elle encore ??? Au minimum, il faut qu'elle se chauffe elle-même dans un espace très bien isolé.
Si tu doutes encore http://en.wikipedia.org/wiki/Voyager_program tu verras que l'intervalle de températures acceptables pour le processeur central (à 6.5 Mhz waouh !) est -55°C,+125°C... Trouves-donc des semi-conducteurs qui fonctionnent en dessous de -70°C !
Et les carburants liquides stockables, comme l'hydrazine, peuvent geler aussi. Comment la sonde s'est-elle dirigée dans l'espace puis comment maintient-elle son orientation vers la Terre, sachant que les moteurs ioniques sont apparus bien après Voyager ?

Toutes les conceptions de satellites opérationnels comportent une part importante dédiée aux problèmes thermiques ; il n'y a pas d'air pour répartir la chaleur là-bas...

[$$$]

Je ne remets pas votre discussion en cause, ni quoi que ce soit, mais j'ai juste l'impression que vous cherchez des "solutions" à des problèmes déjà "résolus" avec Voyager notamment.

Désolé de paraitre désagréable.

[Van Halen]

Qu'en est-il du nuage de Oort ? Est-ce que l'objectif de la mission se situe en deça ou au delà ? C'est tout de même une zone risquée à traverser pour une sonde non guidée prisonnière d'une trajectoire ballistique.

[buck]

-55 degre pour pionneer seulement???
ca m'epate ca.

Au fait il n'est pas sur qu'il y ai un systeme de chauffage sur les processeur sur les sondes.

[Stardust]

Tant qu'on y est, autant aller à la source de l'info. Sur le site de la Nasa, on trouve pas mal de choses en cliquant les liens (articles et vidéos) sur IBEX et la frontière du système solaire : http://www.nasa.gov/mission_pages/ibex/index.html

Ce que je trouve intéressant, c'est que non seulement cet engin apportera des infos sur la frontière de notre système, mais aussi sur le soleil lui-même, puisque c'est lui qui alimente, maintient la frontière et nous protège ainsi d'une bonne partie des impacts en provenance l'espace interstellaire.

[tr]

-55 degre pour pionneer seulement???
ca m'epate ca.

Au fait il n'est pas sur qu'il y ai un systeme de chauffage sur les processeurs sur les sondes.

Je "parlais" juste de Voyager. Pour Pioneer, la conception de la sonde date d'avant l'invention des microprocesseurs : l'électronique de bord doit être quelque chose de plus rustique. Même à transistors, il y a une limite basse infranchissable, -70°C il me semble de mémoire...

Ces sondes sont des bijoux de technologie fascinants.

Merci pour le lien Stardust.

[buck]

Oui desole voyager, mais ta limite basse de -55 ou -70 ca m'etonnerait que ca soit le cas: les transistors a graphenes tournent a 3K (et dur de l'avoir fonctionnel a T ambiante) et j'ai vu tourner des proc sous azote liquide

[tr]

Oui desole voyager, mais ta limite basse de -55 ou -70 ca m'etonnerait que ca soit le cas: les transistors a graphenes tournent a 3K (et dur de l'avoir fonctionnel a T ambiante) et j'ai vu tourner des proc sous azote liquide

Tu as des références fiables à ce sujet ? Le processeur est-il amené progressivement à cette température en fonctionnement ou peut-il démarrer à cette température ? C'est différent parce-que je ne sais pas quelle dégagement de chaleur produit le processeur. La température limite, c'était pour le silicium et le germanium, lu il y a longtemps dans des livres sur l'électronique - il doit y avoir un écart de 20°C entre les deux. Ca paraissait sérieux, étayé par la physique et tout...
Il faut aussi un certain niveau de production "industrielle" pour pouvoir intégrer une sonde - si le transistor au graphène est juste en fonctionnel en labo pendant un temps court, ce n'est pas intégrable dans le spatial.

[buck]

pire que l'azote : http://www.zdnet.fr/actualites/informat ... htm?xtor=1

je tacherai de trouver le lien que j'avais vu sur le graphene

PS: sur ce sur quoi je bosse je dois etre fonctionnel a -40deg (spec demande pour ce qui est automobile ou communication (mp3 ou telephone)

[StarDreamer]

Pour le problème d'un générateur isotopique, la solution est assez simple : il suffit de le trimballer derrière le satellite avec un câble de connexion suffisamment long (1km, ça ira ?).
Vu que c'est dans le vide, ce genre de distance ne compte pas.
Et un petit bouclier vite fait pour les puristes...
...et voilà !!

Mais bon, 20 ans de voyage pour aller aux abords du système solaire, c'est peut-être ça qui n'est pas glop !!
(ou alors, il faut lui donner une bonne impulsion initiale, mais merci pour l'arrêter ensuite si on veut le placer en "orbite" héliosphérique)

[tr]

L'idée me paraît bonne. En orbite terrestre, j'ai souvenir que les expériences dans ce sens se sont toutes soldées par une rupture du câble !
Enfin, en prévoyant solide , le résultat produit de l'électricité lorsque que le couple passe dans un champ magnétique, ça pourrait faire source d'énergie aussi dans certaines parties du voyage - ou un senseur magnétique ultra sensible de plus.
Sur les sondes Pioneer et Voyager, le générateur radioactif est placé au bout d'une longue poutrelle.
Pour le problème du temps de parcours, la réutilisation de sondes planétaires est intéressante : leurs instruments sont déjà étalonnés, on a déjà "rentabilisé" les sondes, tout ce qui nous arrive en plus, c'est cadeau !
Dans x dizaines d'années (?), New Horizon apportera de nouvelles données sur ce sujet, après sa mission planétaire ; on verra aussi si elle est ralentie et de dans quelle proportion...

[Maulus]

Qu'en est-il du nuage de Oort ? Est-ce que l'objectif de la mission se situe en deça ou au delà ? C'est tout de même une zone risquée à traverser pour une sonde non guidée prisonnière d'une trajectoire ballistique.

Non non la sonde reste bien au chaud dans le système solaire, juste une orbite très excentrique pour sortir du "bruit de fond" que générerait le champ magnétique de la terre.

Le nuage de Oort est une sorte de gangue de cailloux situé pour la plupart en dehors de l'héliopause.
D'après les reconstitutions des trajectoires des objets qui en provienne, cette gangue s'étendrait depuis les limites de la ceinture de Kuiper jusqu'à 150000 UA...
http://fr.wikipedia.org/wiki/Nuage_de_Oort

Sa veut dire que rien que faire sortir une sonde au delà du nuage de Oort semble impossible aujourd'hui...
1) on peut pas accélérer assez vite la sonde pour atteindre la limite dans un temps raisonnable
2) on peut pas communiqué avec de façon pertinente au regard de la vitesse de déplacement des ondes dans le vide qui ne peut dépasser la vitesse de la lumière... cette vitesse reste relativement lente à ces échelles...

a+