VII. A la découverte du système solaire

Aujourd'hui, la découverte du système solaire se poursuit grâce aux différents observatoires sur Terre et aux sondes spatiale envoyées dans l'espace.

L'observatoire de Calern: ses instruments

    L’observatoire de la côte d’azur est composée de deux sites d’information : celui de Nice et celui de Calern. Etant donné qu’une sortie est prévue à celui de Nice avec la classe de sciences expérimentales, il semble intéressant d’étudier le fonctionnement de l’observatoire de Calern. L’Observatoire de la Côte d’Azur (OCA) utilise plusieurs appareils de mesure pour pouvoir étudier notre galaxie. Mais contrairement à ce que l’on pourrait croire, la plupart des machines ne permettent pas de voir les astres, comme les télescopes, elles sont sensibles à différentes données tel que la distance relative entre deux étoiles, la température, le rayonnement.

    Le Laser Lune :

Le laser lune permet de mesurer la distance de la Terre à la Lune avec une très grande précision grâce à la mesure du temps que met la lumière pour atteindre le satellite de la Terre, environ 2s30. Cette expérience à été possible après la pose de panneaux réflecteurs Américains (Apollo 11 en juillet1969, Apollo 14 et 15 en janvier et juillet 1971), ainsi que français (Luna 17 en novembre 1970, Luna 21 en juillet 1973). Deux équipes, l’une française (Observatoire de la Côte d’Azur) et américaine (Observatoire de Mc Donald au Texas), poursuivent actuellement ces expériences de mesures. Le laser lune fonctionne en émettant dix impulsions par seconde, qui durent chacune d’elles 350 ps, soit 350*10^-12 s.

    Le GI2T (Grand Interférence à deux Télescopes)

Les chercheurs arrivent à calculer le diamètre d’une étoile et à mesurer sa densité grâce à des mesures très précises.

Une table mobile est posée sur un chariot. Les deux télescopes sont placés au Nord et au Sud, chacun mesurant 1,50 m de diamètre et possédant une monture en béton armé. Cette nouvelle technique supprime les coupoles et diminue considérablement le prix de revient des instruments.

La structure sphérique est mise en contact alternativement avec l’une et l’autre des couronnes mobiles au moyen de patins commandés également par des vérins hydrauliques. L’ensemble est piloté par un microprocesseur. Une caméra et une raquette commandent les télescopes. Lors d’un tir sur une étoile, les ondes doivent se rencontrer, la rencontre des deux ondes provoque des franges d’interférence. A partir des schémas, les chercheurs arrivent à situer une étoile.

Cet appareil a permis de voir que le soleil a des granulations et des protubérances et que son diamètre est de 1 400 000 km environ, mais aussi de savoir de quels gaz est composée une étoile ou la distance qui la sépare de la Terre.

Le Schmidt

Le Schmidt est un des seuls appareils faisant des clichés en couleurs visibles. C’est un télescope photographique constitué d’un miroir de 1,50 m de diamètre. Plus on pose, plus on obtient des images faibles mais en même temps on noircit la photo.

Les sondes spatiales à vocation interplanétaire

Les sondes spatiales sont des satellites particuliers, destinés soit à se mettre en orbite autour du Soleil, soit à accomplir un long voyage dans l'espace avant d'atteindre l'astre qu'ils sont chargés d'étudier. Ces missions sont très complexes car il s'agit d'aller à la rencontre d'un astre en perpétuel mouvement dans la galaxie. Nos moyens techniques ne permettent pas de lancer une sonde en dehors de notre système solaire (cependant, la sonde Voyager2, lancée en 77 est en train de franchir les limites de notre galaxie. Elle contient un message destiné aux éventuelles intelligences extra-terrestres sous une forme capable d'être traduise par une intelligence supérieure). La sonde doit donc être lancée à une date précise qui dépend de la position de la Terre au départ et de l'astre à l'arrivé. De plus, la trajectoire doit être bien déterminée pour économiser au maximum l'énergie de propulsion de la sonde en se servant des attractions d'autres corps célestes et parfois en les évitant.

Système Saturnien

    Les sondes sont munies de divers capteurs et détecteurs qui doivent être capables de fonctionner en autonomie complète durant une longue période. Grâce à ces instruments, elles étudient les particules, les rayonnements et les micrométéorites qu'elles rencontrent dans le milieu interplanétaire. Les sondes destinées à l'étude d'une planète ou d'une comète possèdent en général une ou plusieurs caméras, des appareils pour détecter et analyser l'atmosphère, un instrument pour la mesure des températures ...

L'atmosphère de Jupiter

    Le survol d'une planète permet d'obtenir des informations sur son atmosphère: épaisseur, densité. A l'aide d'un radar, elle étudie le relief de l'astre. De plus, si la sonde se pose sur la planète, elle pourra se livrer à une étude détaillée du sol: composition chimique, propriétés physiques, activité sismique ou éventuellement organique (en effet, beaucoup de sondes ont été envoyées vers Mars pour y chercher une forme de vie, mais sans succès). Dans tous les cas, l'analyse très précise de la trajectoire d'une sonde contribue à mieux connaître la masse de la planète dont elle s'est approchée et l'intensité de la pesanteur qui règne à sa surface (ceci est possible grâce à l'étude de son attraction qui modifie la trajectoire).

     Neptune

Représentation des planètes du système solaire

    A partir de 1959, Russes et Américains envoient des sondes vers la Lune pour en étudier les possibilités d'alunissage. Ceci a cependant contribue à sa connaissance parfaite. De plus, en parallèle des programmes Gemini et Apollo, les Américains survol Vénus grâce à Mariner 2 en décembre 62. Dès lors toutes les planètes vont être étudiées par ces sondes, sauf Pluton, en moins de trente ans. Des engins ont été satellisés autour de Vénus et de Mars, et des s'y sont posés.

A partir de 1976, les deux américaines Vicking ont étudié et photographié la planète Mars, au sol et depuis l'espace, pendant plusieurs années. Les analyses chimiques du sol n'ont permis de déceler aucune trace de vie. Les deux sondes Voyager, lancées en 77 ont permis de photographier et d'obtenir des informations sur les quatre grosses planètes (Jupiter, Saturn, Uranus et Neptune), sur leurs anneaux et leurs satellites.

De 1990 à94, la sonde Magellan est restée en orbite autour de Vénus, dont elle a cartographié la surface à l’aide d’un radar.

L’exploration du système solaire s’étend désormais aux petits corps célestes, les astéroïdes et les comètes. En 1985, pour la première fois, la sonde américaine ICE s’est approchée de la comète Giacobini-Zinner et en a traversé la queue. En 86, deux sondes japonaises, deux Soviétiques et une européenne ont survolé la comète de Halley. La sonde européenne Giotto est passée à 600 km seulement de son noyau et a pris les premières photographies jamais obtenues d’un noyau cométaire.

L’exploration des astéroïdes a commencé avec le survol de Gaspra (1991) et d’Ida (1993) par la sonde américaine Galileo, qui se dirigeait vers Jupiter.

Comète de Halley

Le milieu interplanétaire renferme des poussières et des particules atomiques. Certaines sondes, comme les premiers engins américains Pioneer, ont eu pour mission de les étudier. Elles ont découvert l’existence du vent solaire et de la magnétosphère qui enveloppe certaines planètes comme la Terre. D’autres sondes sont chargées d’observer le Soleil. La sonde Ulysse, lancées en 1990, réalisée en collaboration par les Européens et les Américains, est la première à avoir survolé les pôles du Soleil, difficiles à observer de la Terre.

Protubérances solaires en boucle