Les sciences spatiales

L'espace est un terrain d'expérimentation, de découverte pour l'homme. Depuis le début de la conquête spatiale, il n'a cessé de partir à la recherche d'informations, tout d'abord via des engins automatisés puis par lui même à bord de vaisseaux sophistiqués, dans des domaines aussi larges et variés que l'observation de la Terre (météorologie, télédétection entre autre), la recherche en microgravité (études sur les matériaux, médicales, biologique, ...) sans oublier l'une des plus vieilles science au monde, l'astronomie.

Etant donné qu'il existe un chapitre sur l'observation de la Terre, un sur l'astronomie et un sur la recherche en microgravité, nous nous attarderons à tout ce qui n'a pas encore été traité dans un autre chapitre. Ici sont détaillées les plus importantes.

Interactions Terre/Soleil

La Terre est entourée par un bouclier magnétique produit par son noyau métallique. C'est ce que l'on appelle le champ magnétique ou magnétosphère. Ce sont des boucles magnétiques allant d'un pôle à l'autre. Perpétuellement, le Soleil produit ce que l'on appelle le vent solaire. Il s'agit d'un flux composé de protons et d'électrons provenant de la couronne solaire et voyageant dans le milieu interplanétaire à la vitesse de 400 km/s. Lorsque ce flux entre en contact avec le champ magnétique, il est repoussé, protégeant ainsi la Terre des effets néfastes, mais pas partout. Aux pôles, là où toutes les boucles se rejoignent, il n'y a pas de protection. Le flux s'y enfonce, créant les magnifiques aurores polaires. Régulièrement, le champ magnétique est étudié par des satellites comme la mission européenne Cluster, composée de 4 satellites identiques.

Au nombre des dangers provenant de l'espace, on compte les éruptions solaires. Il s'agit d'une brusque décharge d'énergie, composée de photons et d'électrons, qui donne naissance dans la chromosphère et la couronne solaire à de gigantesques éruptions de matière pouvant aller à 200 000 km/s, soit les 2/3 de la vitesse de la lumière. Lorsque cet afflux de matière parvient jusqu'à la Terre, les effets s'en font ressentir immédiatement. L'électronique est la plus touchée. Il est arrivé à plusieurs reprises qu'un satellite soit mis hors service par ces tempêtes magnétiques. Les astronautes dans l'espace sont aussi vulnérables que les engins qui les transportent pendant ces éruptions.

Pour parer à toute éventualité, la communauté internationale a mis sur pied une campagne permanente pour observer le Soleil et prévenir en cas d'alerte d'orage magnétique.

Aurore polaire par IMAGE
Simulation d'une aurore polaire suivant les données fournies par le satellite IMAGE - Photo Nasa

Géodésie

L'un des aspects les moins connu est la géodésie spatiale. Cette science consiste à étudier, à l'aide de satellites, la forme de la Terre, sa structure interne, son mouvement de rotation ainsi que son champ de pesanteur. La technique utilisée pour le spatial est essentiellement le radar. Le satellite capte le faisceau laser et le réenvoye vers la source à l'aide de miroir dont il est recouvert. En calculant le temps mis par l'onde pour faire l'aller-retour permet de calculer la distance entre le satellite (dont on connaît l'orbite avec une précision très élevée) et la surface sondée. Une autre technique est basée sur le laser. Tout comme l'onde émise par le radar, on calcule le temps mis pour l'aller-retour. Les retombées de la géodésie sont multiples comme la navigation, la topographie et autres.

La Terre n'est pas si "ronde" que ce que l'on pense. Le phénomène des marées induites par le Soleil et la Lune essentiellement ainsi que la rotation même de la Terre, la nature de la surface et la gravitation sont à l'origine de sa déformation.

Géoïde par GOCE
Représentation du géoïde terrestre la plus précise jamais réalisée grâce à GOCE (gravités les plus fortes en jaune ; gravités les plus faibles en bleu). Photo ESA/HPF/DLR (Agrandir)

Exploration du système solaire

S’il y a bien un domaine où la recherche scientifique a fait un bon extraordinaire en avant, c’est bien dans l’exploration du système solaire. Jusqu’au début de l’ère spatiale, il n’était possible d’observer et étudier les astres de notre système solaire qu’à travers des télescopes terrestres. Depuis, l’homme peut explorer de nouveaux mondes par robots interposés et qui étaient gardés secrets depuis des milliards d’années. Aujourd’hui, on ramène des échantillons d’astéroïdes, on roule sur Mars, on se pose sur les lacs de Titan ou les crêtes poussiéreuses et glaciales des comètes.

Gale par Curiosity
Le panorama dans le cratère Gale réalisé par le rover Curiosity en 2012 - Photo /JPL-Caltech/MSSS (Agrandir)

Visitez le dossier consacré à l'exploration du système solaire

Sources

  • Atlas de géographie de l'espace de Fernand VERGER aux éditions Belin