Abécédaire de l’espace ou comment impressionner vos amis en devenant un space nerd

Tout ce que vous avez voulu apprendre sur l’espace en étant rebuté par les mathématiques qui amènent à son étude. Scientifique et accessible, venez découvrir l’espace en 26 mots.

Ariane V. Projet titanesque conjoint de vingt-deux pays de l’Union Européenne, ce lanceur mesure quelques 50 mètres de hauteur pour quasi 750 tonnes au décollage, à 90% du carburant (ergols liquides et propergol solide). Composée de deux étages et de boosters solides, son objectif est d’envoyer une charge utile (un satellite) en orbite basse. Ariane V a fêté les 25 ans de son premier vol en juin dernier, et s’est bien diversifiée aujourd’hui, puisqu’elle se décline sous quatre modèles (classique, ECA, G+ et ES).

Big bang. L’univers est en dilatation rapide. A l’origine, théorie largement acceptée aujourd’hui, est le modèle du Big Bang initialement pensé par l’astrophysicien Georges Lemaître et révélé par l’astronome Edwin Hubble (oui, celui du télescope) dans les années 1920. A l’origine il y a 13,8 milliards d’années, l’univers était bien plus chaud et bien plus dense. Si la théorie est aujourd’hui largement acceptée, elle n’a pas toujours fait consensus : Einstein dans son modèle de la relativité générale (1915) lui a préféré une constante cosmique pour justifier un univers dans un état stationnaire.

Curiosity. Ce rover de la NASA initialement parti pour deux ans se chante joyeux anniversaire depuis 2012. Sa mission est l’observation de différents isotopes de carbone, hydrogène, oxygène et phosphore, ainsi que des roches afin de déterminer si le cratère de Gale à la surface de Mars a pu un jour offrir des conditions propices à la vie microbienne, comme la présence d’eau liquide. Ceci ayant été validé après un an, Curiosity est maintenant à la recherche de biomolécules.

Dark matter. L’espace fascine autant qu’il effraie : vous pensez le connaître ? 95% en est invisible, entre matière noire et toile cosmique. Oubliez les protons, neutrons et électrons que vous avez vus au collège, cette matière n’en serait pas composée (neutrinos, axions, wimps… les hypothèses sont nombreuses et en attente de preuves). Elle a été pensée dès 1933 par l’astronome Fritz Zwicky. Elle n’a pas de charge électrique mais on l’observe par l’attraction qu’elle exerce sur la matière normale.

ESA. L’agence spatiale européenne est née en 1975 entre vingt-deux pays européens et siège à Paris. Elle effectue des missions dans le spatial civil, qu’elles soient habitées (vers l’ISS, ou par Orion au-delà de l’orbite basse, projet en cours conjoint avec la NASA) ou matérielles (lune, système solaire, observation terrestre, Galileo, télécommunication) en plus du maintien en état de la base de Kourou en Guyane française. Elle est financée par l’UE mais aussi par 30 pays européens à travers l’European organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites, EUMETSAT.

France (ou pourquoi on nous envie Kourou). Soyez chauvins, vous avez une raison de l’être ! Notre pays peut se targuer d’être le premier pays à travailler sur une loi sur l’orbite spatiale pour réguler ses transports spatiaux. On a surtout la chance d’avoir Kourou. La terre est plutôt aplatie aux pôles, et plus gonflée à l’équateur, où elle sa vitesse de rotation augmente. A 5° de latitude Nord, et avec une zone déserte (forêt et océan) autour de la baset, la France peut minimiser le carburant (les ergols) nécessaire lors de l’envoi des fusées (ce dont elle fait profiter l’ESA, alors que la Russie se contente de Baïkonour à 45°).

Gravitation. D’un côté Newton et une force. De l’autre Einstein et une déformation de l’espace-temps. C’est la plus faible des quatre forces fondamentales (force forte, force faible, force électromagnétique et force gravitationnelle). C’est de l’attraction gravitationnelle que doivent s’échapper les fusées et c’est celle de notre Lune qui agit sur nos marées.

Stephen Hawking. Entre cosmologie et gravité quantique, trous noirs et livres de vulgarisation Une brève histoire du temps, Hawking a notamment travaillé sur les singularités des trous noirs et sur un théorique rayonnement de Hawking que les corps noirs émettraient, révolutionnaire : les trous noirs émettraient des particules.

ISS. La station spatiale internationale est en orbite terrestre basse, et commence à être assemblée en 1998. Elle est gérée par la NASA, Roscosmos, l’ESA, JAXA et l’ASC. Elle est composée de modules russes (Zvezda et Zarya), laboratoires (Columbus européen et Kibo japonais), de modules d’amarrage, d’un sas (Quest) et de la coupole d’observation européenne (Cupola). C’est de là qu’on nous envoie les photos ! La station a été habitée pratiquement en permanence depuis sa création, avec notre français Thomas Pesquet comme commandant en octobre 2021.

James Webb (et Hubble). Le 25 décembre, le nouveau télescope, projet conjoint de la NASA, l’ESA et l’ASC a décollé à bord d’un lanceur Ariane V depuis Kourou. 6 tonnes en orbite à un million de kilomètres de nous, il débute sa mission d’observation des signaux des premières galaxies. Il poursuit le travail de Hubble dans des longueurs d’onde plus longues (infrarouge proche et moyen et une partie du visible). Son miroir mesure un gigantesque 6,5m de diamètre, face aux 2,4m de Hubble.

Syndrome de Kessler. Les orbites basses et géostationnaires sont de plus en plus encombrées. Quasi-saturées avec des satellites en fin de vie et des débris spatiaux. Le syndrome de Kessler met en forme un futur négatif : plus on envoie de satellites, plus on crée de débris, et ils s’entrechoquent en en créant de nouveaux qui continuent à s’entrechoquer et en créer de nouveaux exponentiellement, rendant l’exploration spatiale impossible. Apocalyptique, ce futur n’est pas réalisé : des missions pour rallonger la vie des satellites (MEV-1, MEV-2) et des start-up de nettoyage de débris se créent.

Live long and prosper (Lunes). Si on se réfère à Star Trek, c’est que l’espace est aussi une source de référence de la pop-culture. Revenons aux lunes. La nôtre est le seul satellite naturel de la Terre, et résulterait d’une collision il y a 4,4 milliards d’années entre la jeune Terre et un corps céleste, Théia. Les lunes sont des astres sans lumière propre, sphériques, qui orbitent autour d’une planète, elle-même en orbite. Les plus connues sont les quatre principales de Jupiter, Europe, Ganymède, Io et Callisto.

Mars. La planète rouge a fait couler de l’encre. Elle est à la limite supérieure de la zone d’habitabilité, à 1,6 unité astronomique du soleil. Mais sa température à la surface est proche du -60°C, la pression est minimale et elle a perdu une partie de son atmosphère, son noyau moins massif ne produisant plus de champ magnétique. La présence de vie microbienne passée est toutefois en cours d’étude, raison pour laquelle Persévérance a rejoint Curiosity.

NASA (entre Apollo et Sally Ride). La NASA fondée en 1958 à la suite du lancement de Sputnik 1 par l’URSS a notamment mis en forme le programme Apollo entre 1961 et 1972 qui a abouti aux premiers pas sur la Lune lors de la mission Apollo 11 (Buzz Aldrin et Neil Armstrong, Michael Collins étant resté à bord) et 382 kilogrammes de roche lunaire ont été rapportés sur Terre.

Orbite. C’est la trajectoire d’un corps céleste autour d’un autre plus massif. Autour de la Terre on utilise majoritairement l’orbite basse et l’orbite géostationnaire. La trajectoire des planètes autour du soleil (mais aussi des comètes) est plus ou moins elliptique et plus ou moins inclinée : celle de la comète de Halley, elliptique et sur un plan incliné explique qu’on ne la voit que tous les 76 ans !

Pluton et les planètes naines. Pour qu’un astre soit considéré comme une planète, il faut qu’il remplisse quatre critères : qu’il orbite autour du soleil, qu’il soit sphérique, que ce ne soit pas une lune et qu’il ait nettoyé son environnement. Pluton ne remplit pas la dernière, c’est pour cela qu’elle a été déclassée en 2006, elle n’avait même pas effectué une orbite complète (248 ans) depuis sa découverte en 1930.

Quantités astronomiques (littéralement). On a rarement le compas dans l’œil quand on pense à l’espace. Un lanceur (une fusée) a une masse de l’ordre de 800 tonnes, à 90% du carburant. Curiosity ? 900 kilogrammes pour deux mètres de haut. Jupiter, la grande gazeuse ? un diamètre onze fois plus grand que la Terre. Une dernière mesure, la température moyenne de l’univers est de 2,73°K, soit -270,42°C. Frisquet.

Rover. Le nom français (astromobile) pousse à sourire. Ces véhicules observent l’environnement sur des corps célestes. Un seul a été piloté par un équipage à bord, le rover lunaire Apollo. Les versions actuelles sont Curiosity et Perseverance à la surface de Mars.

Star wars (Satellites). Une saga qui s’étend sur 45 ans et où il y a des bruitages pour les combats dans le vide intersidéral. Quid du réalisme ? S c’est aussi les satellites. Naturels (notre lune) ou artificiels (ceux qui nous menacent du syndrome de Kessler), ils orbitent à la fois autour d’un corps céleste massif (comme la Terre) et du centre d’une galaxie, emportés sur la trajectoire du corps.

Trous noirs. Ces objets sont si denses et compact que la gravitation empêche toute matière de s’échapper au-delà de l’horizon des événements, les rayonnements sont aussi prisonniers (si ce n’est le théorique de Hawking), y compris ceux du spectre visible, c’est pour cela qu’ils nous apparaissent noirs. Avant de tomber dans le trou noir, la matière tourne et chauffe fortement, formant un disque d’accrétion observable. Toute sa masse se concentre en sa singularité en son centre, séparée de l’horizon par le rayon de Schwarzschild.

Uranus. La septième planète du système solaire se différencie par l’inclinaison de son axe de rotation : il est parallèle à son plan orbital. Il est perpendiculaire à celui de la Terre : tour à tour la planète présente son pôle nord et son pôle sud au Soleil.

Vie. Quelles sont les caractéristiques propices à la vie telle que nous la connaissons ? De l’eau dans tous ses états (liquide, solide, gazeux), une atmosphère riche en oxygène, un champ magnétique fort qui protège du soleil, et une couche d’ozone qui filtre les rayonnements ultraviolets. La colonisation martienne est au cœur des projets d’Elon Musk, même si celle-ci est plus qu’inenvisageable à court terme.

Worden Alfred. Cet astronaute américain décédé en 2020 est un des 24 à avoir été jusqu’à la lune qu’il a orbité 74 fois durant la mission Apollo 15. Impliqué dans l’Astronaut Scholarship Foundation, il a continué à promouvoir l’éducation scientifique jusqu-à la fin, malgré son interdiction de voler à nouveau à la suite d’une controverse sur des cartes postales amenées à bord de l’ISS.

SpaceX. La société d’Elon Musk fondée en 2002 est à l’origine de nouveaux lanceurs (Falcon 9), moteurs (Merlin) et vaisseaux habitables (Crew Dragon). Depuis 2015, le projet faramineux de Starlink est une constellation de satellites dans le but de fournir un accès internet global. L’objectif est de 12 000 satellites, les premiers ayant été lancés en 2019. Entre débris spatiaux et pollution (lumineuse en orbite, des astrophotographies au sol), le projet est critiqué aujourd’hui.

Youri Gagarine. Ce pilote et cosmonaute soviétique est le premier homme à avoir effectué un vol dans l’espace lors de la mission Vostok 1 en 1961. Aujourd’hui on se souvient de lui par un cratère lunaire et un astéroïde. Il meurt lors de l’écrasement de son vaisseau MiG 15 pendant un entraînement.

Zéro gravité. Dans l’ISS, les astronautes sont en état d’apesanteur. Sur la Lune comme sur Mars, la gravité est bien plus faible que sur Terre (17% de la gravité terrestre sur la Lune, 38% sur Mars).  Pour s’y accommoder sur Terre, il existe des vols paraboliques, vols zéro gravité, où une manœuvre est répétée 31 fois afin de simuler pendant des intervalles de 22 secondes un état d’apesanteur.

Une information supplémentaire : Une année sur Vénus dure moins longtemps qu’un jour sur Vénus ! Elle réalise une orbite complète autour du soleil en 224,7 jours terrestres et une rotation sur elle-même en 243 jours terrestres.

Cet article vous est proposé par Blanche Pitzus, membre de Streams.

SOURCES :

Numerama ; wikipedia ; site de la NASA ; site de l’ESA ; futura sciences ; sciences et avenir ; interviews