espace cité des sciences 31 oct 2007




mise à jour le 5 Novembre 2007

À LA CONQUÊTE DE L'ESPACE

À la Cité des Sciences de Paris.

le Mercredi 31 Octobre 2007 toute la journée.




Photos : Les photos en haute définition sont disponibles sur simple demande pour ceux qui le souhaitent, de même toutes les photos de cette soirée ne sont pas dans cet article.
Les photos des slides sont de la présentation des auteurs. Voir les crédits des autres photos

BREF COMPTE RENDU


Dans le cadre du cinquantenaire de la conquête de l'espace, la Cité des Sciences et de l'Industrie de Paris a organisé une série de conférences ayant trait à ce sujet.
Je n'ai malheureusement pas pu assister ni à la première : La Terre vue de l'espace ni à la dernière : À la recherche de nouvelles planètes, pour des raisons techniques. Je ne donne qu'un bref résumé des trois conférences auxquelles j'ai pu assister.



Voici les trois conférences : (accès direct par lien Hypertexte)

LA LUNE COMPAGNON DE LA TERRE avec J Villain et B Foing animée par G Dawidowicz.

À LA CONQUÊTE DE MARS avec A Chicarro animée par P. Ratier.

DE JUPITER À PLUTON : VOYAGE DANS LE SYSTÈME SOLAIRE avec JP Lebreton et A Brahic animée par G Dawidowicz.





Un nombreux public était présent dans l'amphithéâtre Gaston Berger de la Cité des Sciences en cette veille de Toussaint.








LA LUNE COMPAGNON DE LA TERRE




Avec Jacques Villain , historien de l'espace, Président de l'IFHE et
le professeur Bernard Foing coordinateur de la recherche à l'ESA et notamment scientifique de la mission lunaire Smart-1
Conférence animée par Gilles Dawidowicz, planétologue et Président de la commission de planétologie de la SAF.


De gauche à droite : B Foing ; G Dawidowicz (debout) et J Villain.









C'est Jacques Villain qui ouvre le feu en nous présentant une rétrospective de la conquête lunaire, cela s'appelle : "La Lune : de Cyrano à Orion via Apollo".

Toute cette histoire vous est contée dans son dernier ouvrage : À la conquête de l'espace, chez Vuibert, je vous en ai parlé il y a quelques semaines.

Il nous parle du passé et du présent de l'exploration lunaire.

Il semble que les prémisses de cette étude de la Lune datent d'un peu après le début de notre ère avec Lucien de Samosate, on s'envolait vers la Lune avec des bateaux seul moyen de locomotion à l'époque.








Beaucoup plus tard, Francis Godwin envisageait ce voyage avec des oiseaux, puis c'est au tour de l'extraordinaire Cyrano de Bergerac (1619-1655) inventeur de 9 moyens différents pour aller sur la Lune notamment la très originale méthode de récupération de la rosée du matin dans des bouteilles hermétiques et propulsion au moment où cette rosée s'évapore (voir illustration à gauche), ou encore en jetant des aimants dans la bonne direction.

Plus près de nous, Jules Verne et son fameux "De la Terre à la Lune" en fit rêver plus d'un.







Mais la vraie passion pour la Lune (en ce qui me concerne certainement) a été le double album d'Hergé de "Objectif Lune" et "On a marché sur la Lune" des aventures de Tintin, moi avec de nombreux autres jeunes, on a été sur la Lune en 1954, 15 ans avant les Américains.

(photo JPM de la dernière rétrospective Tintin à Beaubourg).







Puis à partir de 1957 vient la vraie course à la Lune, avec les Spoutnik, Luna, Ranger, Surveyor et autres.

La Lune devient l'enjeu de la guerre froide.

L'histoire est maintenant bien connue en cette année commémorative des 50 ans, l'émotion de la première photo de la face cachée de la Lune par les Soviétiques, le discours génial de JFK, le coup de poker d'Apollo 8 puis les premiers pas etc..

Les Soviétiques avaient aussi leur programme lunaire : le programme Zond pour faire le tour de la Lune et le programme N1 pour atterrir; quelques Luna pour se poser et ramener des échantillons (330g, mais un très beau succès).
Malheureusement les fusées N1 explosent toutes soit au sol soit quelques instants après le décollage; les Russes perdent la Lune!

Le bilan des missions Apollo est copieux :
· On confirme l'age de la Lune : 4,5 milliards d'années.
· On a ramené 384 kg d'échantillons,
· La lune c'est la Terre : les roches sont semblables, on y trouve d'ailleurs de l'oxygène, le régolite contient de l'He 3
· Le cœur fait 3 à 400km de diamètre et le manteau 800km d'épaisseur, la croûte est de l'ordre de 35 à 45km
· On découvre des défauts (irrégularités) de la gravité : les Mascons


Le désintérêt du public supprime quelques missions Apollo, on retourne sur la Lune seulement avec Clementine en 1994 et Lunar Prospector en 1998. les Européens sauvent la face avec Smart.

Nos amis américains mettent au point un programme ambitieux de retour sur la Lune : c'est la Vision for Space Exploration (VSE).

Pourquoi retourner sur la Lune??

Principalement pour trois raisons :

Poursuite de l'étude scientifique :
· Mieux comprendre le système Terre-Lune (planète double)
· Rechercher de l'eau si elle existe afin d'obtenir aussi H2 et O2 (propulsion)
· Installer des moyens d'observation

Préparer l'installation définitive de l'Homme :
· Point de départ vers l'exploration d'autres planètes?
· Mars?

La Lune source d'énergie?
· Hélium 3
· Énergie solaire

De nouveaux acteurs se préparent aussi à attaquer la Lune : le Japon, l'Inde, la Chine etc..

Un retour de l'Homme est prévu vers les années 2020 (deux fois plus de temps qu'à l'époque Apollo, devient-on mauvais?, Von Braun réveille toi, on a besoin de toi!)

L'Europe est étrangement absente!!




POUR ALLER PLUS LOIN :

Le roman de J Verne illustré par le Fourmilab helvète : http://www.fourmilab.ch/etexts/www/talune/talune.html

D'un Tintinophile : http://www.oberle.org/tintin/bd/lune/

De Cyrano à Hergé : http://hebergement.ac-poitiers.fr/l-bp-saintes/site_eleves/francais/romans/lalune.htm







Un petit break avec des superbes images 3D anaglyphes de la conquête de la Lune préparées pour nous par Pascal Ratier.

Superbes instants où l'on peut admirer tout un public équipé de lunettes bleu-rouge!!!

Gauche = rouge Droit = bleu

On peut retrouver certaines images anaglyphes de la Lune et des missions Apollo sur le site suivant du space museum de Washington :
http://www.nasm.si.edu/events/apollo30th/moontheater/anaglyph.html



Voici aussi une belle photo de la Lune en 3D et celle d'Apollo 17 sur la Lune.




Le professeur Bernard Foing, de l'ESA, Directeur scientifique de la mission Smart-1 (vous vous rappelez de la super soirée spéciale que l'on a donnée au Parc aux étoiles lors du crash contrôlé) il est aussi l'organisateur de l'ILEWG (International Lunar Exploration Working Group).
Il nous parle maintenant de sa mission et de ses résultats.

Son titre : "Notre alliée la Lune : de Smart-1 à l'exploration future".


Il nous décrit d'abord les missions ESA en cours dans le système solaire, elles sont nombreuses :

· Mars Express
· Venus Express
· Smart
· Cassini Huygens
· Rosetta vers les comètes
· Bepi Colombo prévue vers Mercure en 2013
· Solar Orbiter vers 2015









Smart-1 c'est un démonstrateur technologique avec notamment sa propulsion très particulière : propulsion ionique, poussée 7 g (un souffle d'air sur votre main) et 60 litres de Xénon à disposition. C'est pour cette raison qu'elle a spiralé pendant plus de 13 mois pour atteindre la Lune (un record….dans l'autre sens!).
Lancée le 27 Septembre 2003 elle est capturée par la Lune le 15 Novembre 2004.



Première image (européenne) de la face cachée de la Lune par la caméra AMIE.

Cette mission est l'objet de nombreux instruments innovants comme cette micro caméra de la taille d'un oeil humain ou la communication Laser utilisée.

Bien d'autres instruments sont à bord : des spectromètres, des antennes etc..







Smart-1 devait aussi nous permettre de résoudre certaines questions techniques et d'en poser de nouvelles comme :

· Comment "fonctionnent" les planètes telluriques? Leur volcanisme, tectonique, leur érosion, les impacts etc..
· Comment se forment les planètes telluriques et comment elles évoluent?
· Préparer la cartographie haute résolution des futures bases lunaires.
· Informer, éduquer et passionner le grand public.


De superbes images comme celle-ci très contrastée des cratères Meyer et Bond de Février 2006.





Les spectro permettent l'analyse chimique du sol lunaire, et on détecte du Calcium sur la Lune.

Détection effectuée par la méthode de la fluorescence X : le rayonnement solaire frappe le sol lunaire, celui-ci émet un rayonnement de fluorescence situé dans le domaine des X, rayonnement caractéristique de sa composition (comme un ADN).
Les détecteurs de Smart détectent ce rayonnement et l'identifie.



Ensuite B Foing nous montre des photos exclusives des Pôles N et S de la Lune qui ne seront diffusées officiellement que dans quelques jours, je vous conseille de lire les astronews dans ces quelques jours où vous les trouverez.




Concernant les Pôles, n'oublions pas l'intérêt des pics de lumière éternelle qui peuvent s'avérer essentiels pour les prochaines bases lunaires.
De même au Pôle Sud, on s'intéresse au cratère Shackleton, possible base lunaire.


B Foing conclut sa présentation en nous parlant des missions lunaires futures comme :

· Kaguya, (Selene) mission japonaise en cours
· Chang'e 1 lancée récemment par les Chinois
· Chandrayaan-1 doit être lancée par nos amis Indiens en 2008 avec participation de l'ESA.
· Les missions LRO et LCROSS américaines aussi en 2008 et dont nous avons déjà parlées.
· Puis plus lointain des orbiteurs et atterrisseurs de diverses nationalités, dont l'atterrisseur lunaire polaire européen LES-3.
· En attendant d'hypothétiques missions habitées vers 2020.




POUR ALLER PLUS LOIN :


L'ESA recherche des pics de lumière éternelle (anglais)

X-ray fluorescence observations of the moon from D-CIXS on Smart-1. (anglais)

Galerie des images Smart à l'ESA.

SMART-1 : passerelle pour l'exploration future de la Lune

Site de la mission Smart à l'ESA (anglais).

Une présentation de B Foing sur la mission assez proche de ce qu'il nous a montré (en pdf et anglais).

La mission Indienne Chandrayaan en Power Point de 3,3MB

Tout sur Smart sur votre site préféré.








À LA CONQUÊTE DE MARS : L'EXPLORATION EUROPÉENNE DE MARS
Avec Agustin Chicarro responsable scientifique de la mission Mars Express
Conférence animée par P. Ratier de la Cité des Sciences.


De gauche à droite : A Chicarro et P Ratier.




Augustin Chicarro nous raconte d'abord l'historique de la conquête et de l'étude de Mars avec nos glorieux anciens :











· Ptolémée parle de la présence de Mars dans le ciel
· Copernic introduit le système géocentrique plus exact que le système géocentrique
· Tycho Brahé est le premier à décrire précisément son mouvement
· C'est Kepler qui précise son orbite elliptique
· Galilée la voit le premier dans une lunette
· Huygens observe des zones sombres : le Syrtis Major
· JD Cassini voit ses Pôles
· Herschel est le premier à mesurer son diamètre
· Schiaparelli évoque ses malheureux "cannali" qui vont se propager sur la planète
· Antoniadi rattrape plus tard cette "boulette" et élabore la première vraie carte de Mars
· Etc…







Puis description de la planète au point de vue technique.

Plus petite que la Terre et moins massive elle n'a pas pu retenir longtemps son atmosphère qui s'est échappée dans l'espace.
De même sa petite taille la fait refroidir plus vite que nous, donc pas ou peu de magnétisme, donc aussi pas de protection contre le vent solaire qui brûle toute velléité de vie à la surface.

Plus éloignée du Soleil (moitié moins de lumière solaire) que nous et l'absence d'atmosphère notable fait que les températures et leurs écarts sont importants.
Son inclinaison comparable à la notre provoque le phénomène des saisons.

Seuls quelques endroits quelques jours dans l'année ont une température supérieure à 0°C. température moyenne aux alentours de – 50°C.



Les deux hémisphères de Mars sont très différents : le Sud couvert de cratères d'impact est plus vieux que le Nord comme on le voit sur la carte du lien Internet.

Une grande déchirure blesse le globe martien : Valles Marineris, ce grand canyon grand comme l'Europe : 4000km de long 600km au plus large et 8km de profondeur. C'est une coupure de la croûte martienne qui en est la cause.


Mars abrite un système volcanique exceptionnel et si l'eau ne peut exister à sa surface (P et T trop faibles, voir cours de physique) elle est présente sous forme solide (glace) en divers endroits dont notamment les Pôles.
Le Pôle Nord est entièrement constitué de glace d'eau, le Pôle Sud lui est composé de glace d'eau recouvert d'une mince pellicule de glace de CO2.

De l'eau a coulé dans Valles Marineris il y a bien longtemps, puis un changement climatique est intervenu, Mars ne possède pas de lune importante comme la Terre, capable de stabiliser son axe de rotation. Des variations de l'inclinaison de cet axe sont certainement la cause de ces variations climatiques passées.
Voir plus d'explications dans le compte rendu de la conférence du célèbre Jacques Laskar sur "l'Évolution à long terme de l'axe de rotation des planètes terrestres" sur ce site.


La question de l'eau a été fondamentale dans l'étude de cette planète, et notre approche a varié suivant les époques comme le résume de façon très amusante le dessin présenté par A Chicarro.

Après Mariner 9, on s'aperçoit que Mars est un désert glacé, mais la venue des Viking fin des années 1970 change un peu la donne, on pense qu'il y a un peu d'eau sur Mars.
L'arrivée de Pathfinder dans les années 1990 donne à penser que Mars pourrait en fait avoir plus d'eau que prévu.

Les données de Mars Global Surveyor qui lui étudie de façon quantitative (spectro) la planète nous fait découvrir d'immense réserves d'eau (glace).

Mais il semble après analyses des résultats de Mars Express que l'eau serait quand même moins présente que ce que l'on pense. Bref il faudrait y aller voir.


Un petit break d'images 3D préparées par Pascal Ratier, avec une musique sublime (Te Deum de Berlioz) et on reprend.


Mars Express est lancé le 2 Juin 2003 et arrive en Décembre en orbite autour de Mars.
Orbite très elliptique afin de s'approcher de la surface au maximum.

3 types d'instruments à bord :

Instruments pour la surface et sub-surface :
· HSRC : la super caméra de nos amis Allemands
· OMEGA de l'IAS Orsay (JP Bibring) spectro d'analyse chimique
· MARSIS le radar pénétrant le sol de quelques km des Italiens
Instruments pour caractériser l'atmosphère et l'environnement martien :
· PFS un spectromètre Fourier de nos amis Italiens
· SPICAM spectro UV et IR des Français du CNRS de JL Bertaux
· ASPERA analyseur de plasma et d’atomes neutres développé par les Suédois

Instruments Radio :
· MaRS ondes radio, pour étudier la surface et l'atmosphère de Mars, développé par l'Université de Cologne.


Qu'a t on découvert de nouveau grâce à Mars Express? Notamment :



Les volcans seraient toujours (au sens astronomique du terme!) actifs ou actifs par intermittence.

On a découvert d'énormes terrains sédimentaires comme Juventae Chasma par exemple avec ses dépôts de sulfate.

Les superbes terrains tourmentés de Solis Planum dans Thaumassia, zone très ancienne où la tectonique a été très importante.

Omega a confirmé la glace d'eau au Pôle Nord et la glace de CO2 au Pôle Sud ainsi que les terrains avec argiles.

Spicam a trouvé des aurores sur Mars au dessus des zones à anomalie magnétique.

Marsis le radar a mis en évidence la glace de sub-surface. (voir illustration à gauche).




Et Mars Express n'a pas fini sa mission encore, donc encore de longues années de science on l'espère.



LE FUTUR :

On pense aux missions suivantes, c'est une partie du programme Aurora de l'ESA :

· EXOMARS puis
· Mars- NEXT avec 3 ou 4 stations à la surface de Mars
· Les "grandes" missions seront certainement laissées aux Américains à cause des énormes coûts.

Beaucoup de financement doivent encore être définis.


POUR ALLER PLUS LOIN :

La présentation de A Chicarro (ou presque similaire) en pdf sur le Net.

Tout sur la planète Mars par notre ami P Labrot de Nirgal.net.

Mars, Histoire d'un autre monde par F Forget compte rendu de sa conférence sur ce site.

JP Bibring nous présente Omega et Mars Express, CR de sa conférence à l'IAP sur ce site.

Les images de Mars Express sur le site de l'ESA.

"Long term evolution and chaotic diffusion of the insolation quantities of Mars". De J Laskar (très technique) pdf

Tout sur la mission Mars Express sur ce site.








Public toujours aussi attentif!




DE JUPITER À PLUTON : VOYAGE DANS LE SYSTÈME SOLAIRE



Avec Jean Pierre Lebreton de l'ESA Directeur Scientifique de Huygens et scientifique de Cassini et
André Brahic astrophysicien du CEA et de Paris VII
Conférence animée par Gilles Dawidowicz planétologue et Président de la commission de planétologie de la SAF.


De gauche à droite : JP Lebreton et G Dawidowicz, A Brahic est pris dans les encombrements et arrivera un peu en retard.






Ce voyage va se limiter faute de temps à Saturne et à son monde.

Donc en attendant A Brahic, Jean Pierre Lebreton nous dit quelques mots de Saturne et nous parle de l'aventure Titan.

Cassini nous a fait découvrir le monde Saturne, plus de 30 nouvelles lunes ont été découvertes (on en compte maintenant 60 et ce n'est pas fini). On se rend compte d'une énorme diversité des aspects de ces différentes lunes.

Saturne est comme la Terre inclinée sur son orbite et présente donc aussi un phénomène de saisons, de même Titan, chaque saison dure 7 ans. Ces saisons vont aussi avoir une influence sur l'atmosphère de ces corps.
La mission Cassini va d'ailleurs être prolongée jusqu'en 2016 afin de pouvoir étudier deux saisons complètes.

Cette mission est internationale et Huygens européenne, un peu comme au XVII^ème siècle; en effet Christiaan Huygens est Hollandais, c'est lui qui comprend ce que ne comprenait pas Galilée, ce sont des anneaux autour de Saturne; Jean Dominique Cassini est lui Italien, c'est lui qui va construire l'Observatoire de Paris et découvrir les principaux satellites de Saturne et la célèbre discontinuité qui porte son nom; tous deux ont fait faire à la France des pas de géant en astronomie. Déjà l'Europe!!!!


Puis JP Lebreton, papa de la mission Huygens vers Titan nous parle de son bébé et de sa cible.

Titan, un mystère sous la brume, une ressemblance avec la Terre (1/3 sa taille) : une atmosphère d'azote (95% N2 5% CH4), une pression comparable, mais…………..une température glaciale : -180°C.
Une grande différence dans les matériaux, la glace joue le rôle des roches terrestres et le méthane le rôle de l'eau liquide.

Mais des rivières, des lacs, des dunes, des montagnes et des nuages troublants, le corps le plus "terrestre" du système solaire (the most earth-like body comme disent les anglais!).

La grande question que l'on se pose : y a t il eu des conditions physiques ou chimiques similaires à celles que la Terre avaient avant le développement de la vie, quand il n'y avait pas d'oxygène sur notre planète. En effet l'oxygène n'était pas nécessaire à la vie, l'Oxygène est apparu sur Terre après la vie.


On évoque ensuite cette nuit magnifique (que nous avons vécu ensemble à la cité des Sciences) de l'atterrissage de Huygens sur Titan, vous savez tout à ce sujet sinon voir les infos sur Titan sur votre site préféré. Qu'apprend on de nouveau ce soir : la sonde a survécu en fait plus longtemps que prévu sur le sol de Titan.

JP Lebreton nous passe ensuite l'excellent film préparé par le NASA de l'atterrissage sur Titan (disponible gratuitement à l'ESA demandez leur, il m'en reste aussi quelques exemplaires que je distribuerai lors de ma prochaine conférence sur le monde de Saturne).


Arrivée d'André Brahic sous un tonnerre d'applaudissements, il s'est enfin sorti des pièges du Périphérique parisien.




Il nous parle avec sa fougue habituelle (ah! Que c'est dur de faire une photo d'André sans qu'il y ait un effet de bougé!!! Je crois qu'il a aussi un mouvement chaotique comme Hyperion! Voir photo ci contre que je ne peux m'empêcher de vous montrer pour démontrer la difficulté du reportage!) de quelques satellites de Saturne et nous présente les dernières photos.


Toutes les photos de Saturne de la mission Cassini sont disponibles sur le Net presque en "direct live" sur le site de la mission, je vous conseille d'y jeter un œil comme moi tous les soirs avant d'aller vous coucher. Merci à nos amis américains et à Carolyn Porco, la chef imagerie, je les aime quand ils nous donnent de tels plaisirs.

L'équipe imagerie emploie 14 personnes qui travaillent pour notre plus grand plaisir.






Japet : découvert par Cassini, une face noire (face avant : dans le sens du mouvement sur son orbite, car comme tous les gros satellites est synchronisé) et une face brillante (face arrière); la face brillante est 10 fois plus brillante que la face sombre, pourquoi? on ne sait pas. La partie brillante contient certainement beaucoup de glace d'eau.
Est ce le noir sur le blanc ou le blanc sur le noir??

Elle possède des montagnes (les Voyager mountains)
Elle est non sphérique (746kmx743kmx713km)

Hyperion : la pierre ponce du système solaire, mouvement chaotique, axe chaotique, surface étonnante.

Encelade : merveilleuses photos des geysers d'Encelade.



On ne peut pas terminer une présentation même succincte de Saturne avec André Brahic sans parler des anneaux, avec sa formule habituelle mais oh combien juste , à répéter tous les soirs comme il est en train de nous le dire sur cette photo prise avec G Dawidowicz :

"Les anneaux de Saturne c'est comme le parfum d'une femme, la masse est ridiculement petite mais contient une quantité d'informations considérable!!!"






Pour plus de détails sur ces satellites de Saturne et ses anneaux voir les archives du site à ce sujet classées par thèmes.







Pour vous faire sourire avant de clore ce petit compte rendu, j'étais une petite souris lorsque A Brahic s'est approché de JP Lebreton pendant sa présentation et j'ai pu surprendre son commentaire que je vous retransmets intégralement sur cette photo.

(qu'il me pardonne pour cette plaisanterie).















Merci à tous les conférenciers de nous avoir fait rêver pendant cet après midi et merci à la Cité des Sciences.



C'est tout pour aujourd'hui!

Bon ciel à tous

Jean Pierre Martin
http://www.planetastronomy.com/