la terre : exoplanète !

[ansset]

La mission TAU du Joint Propulsion Laboratory a été imaginé à la fin des années 70. Les objectifs techniques de la mission étaient d'expérimenter en vol les propulsion nucléoélectrique et/ou nucléothermique.
(....)
En avril 1997, Justin H. Carter proposa d'y adjoindre un télescope, pour faire de l'observation par lentille gravitationnelle solaire (le focus solaire est estimé à entre 550 UA et 800 UA). Il était également proposé d'en faire un interféromètre en le couplant aux observations d'un télescope au sol , ou en orbite à proximité de la Terre.

Cordialement

bonsoir,
mais ou en est -on de ce projet ? ( que je découvre )
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[Geb]

Bonjour,

Le projet TAU (Thousand Astronomical Unit) a été abandonné.

Il existe un projet de l'ESA, défendu par l'Italien Claudio Maccone depuis le dépôt d'une proposition de mission de type M3 le 20 mai 1993 baptisée FOCAL (pour Fast Outgoing Cyclopean Astronomical Lens). Le dépôt avait été effectué par un groupe international de scientifiques et ingénieurs et intégré plus tard (en octobre 1993) sous le titre : "FOCAL, A New space Mission to 550 AU to Exploit the Gravitational Lens of the Sun". La mission FOCAL avait été reconsidéré par l'ESA pour la session Horizon 2000+.

Aujourd'hui, les missions de type M (pour "Medium-sized") ont pour caractéristique de coûter environ 350 millions d'euros.

Claudio Maccone avait même organisé une conférence intitulée "Conference on Space Missions and Astrodynamics" au sujet de l'envoi d'un observatoire à 550 UA le 18 juin 1992 à Turin en Italie.

Depuis Claudio Maccone a écrit 2 bouquins réputés très complets au sujet de la mission FOCAL et de toutes ces applications scientifiques potentielles : “The Sun as a Gravitational Lens: Proposed Space Missions” en 2002 et “Deep Space Flight and Communications – Exploiting the Sun as a Gravitational Lens” en 2009.

Le premier qui a proposé l'idée d'envoyer une sonde à cette endroit très particulier est, d'après Claudio Maccone, Von Eshleman, à l'Université de Standford en 1979, date à laquelle il publie "Gravitational Lens of the Sun: Its Potential for Observations and Communications over Interstellar Distances". Le premier effet de lentille gravitationnelle avait été observé en 1978 par l'astronome britannique Dennis Walsh.

Comme je l'ai dit plus haut, les photons sont déviés par le plasma de la couronne solaire. Donc aujourd'hui plus personne ne propose d'envoyer une sonde pile à 550 UA, mais plutôt à 1000 UA (comme la mission TAU), là où on est plus ou moins sûr que la "réception est parfaite". Contrairement au point focal en optique (qui est un point précis), le point focal du Soleil correspond à tous les points à partir et au-delà de 550 UA (la limite théorique minimale).

Je poste ici une conférence de Claudio Maccone du 25 novembre 2009 au SETI Institute de Mountain View, Californie (États-Unis), à propos de l'utilisation de FOCAL pour la détection d'ondes radios :

SETI from Deep Space

Ce n'est pas le sujet de cette discussion, mais on y apprend peut-être des choses intéressantes. Je suis en train de la regarder.

J'ai trouvé une autre présentation de Claudio Maccone de juillet 2008 :

The Sun as a Gravitational Lens: A Target for Space Missions Reaching 550 AU to 1000 AU

On y apprend par exemple (si je comprends bien le slide n°9) que plus la longueur d'ondes observées est courte, plus la "résolution" de FOCAL augmente. Par exemple, le Soleil augmenterait d'un facteur 10⁸ nos capacités à détecter le fond diffus cosmologique (3 mm), ou encore d'un facteur 10¹¹ pour une longueur d'ondes correspondant au rouge de la lumière visible (700 nm).

Une autre difficulté serait que pour observer un objet, il faut envoyer une sonde du genre de FOCAL dans la direction diamétralement opposé à au moins 550 UA (mais plutôt 700-800 UA en pratique). Ce positionnement doit être très précis. Il faut vraiment une direction directement opposé à 10 km près sur une distance de 550 UA (soit un angle très réduit). Ce qui suggère qu'on puisse envoyer un nombre important de sondes FOCAL pour observer la totalité du ciel.

Mais je le répète, les capacités d'une telle technique sont phénoménales une fois qu'on aura un système de propulsion (fusion nucléaire ?) capable d'atteindre des distances de centaines d'unités astronomiques en un temps raisonnable. C'est comme si on avait un miroir (ou une antenne radio, ou que sais-je encore) de 1,4 millions de km de diamètre !

Claudio Maccone suggère même que c'est le maximum auquel toute civilisation technologique suffisamment avancée (si tant est qu'il y en ai plusieurs dans la Galaxie) puisse aspirer. Bien plus performant qu'un hypertélescope de Labeyrie d'une centaine de km de diamètre, et pour bien moins cher en plus.

Cordialement.

[ansset]

Ce n'est pas le sujet de cette discussion, mais on y apprend peut-être des choses intéressantes. Je suis en train de la regarder.
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sisi, même si on est pas encore rendus ( sans jeu de mots )
l'approche technologique reste très séduisante

[Geb]

Bonjour,

Un aperçu du livre le plus récent de Claudio Maccone est disponible sur Google Books :

Deep Space Flight and Communications – Exploiting the Sun as a Gravitational Lens

Maccone se base principale sur des passages de ce livre dans sa conférence au SETI Institute.

On explique par exemple que le plasma de la couronne solaire est bien un perturbateur. Mais au-delà de 1000 GHz environ, le point focal ne serait plus affecté par le plasma de la couronne solaire, et le point focal serait quasi celui dicté par la gravitation uniquement (soit 548,1 UA).

Il existe également une fréquence critique autour de laquelle il n'y aurait plus de point focal gravitationnelle. Cela concerne les fréquences autour de 122,361 GHz environ. Mais Maccone indique par exemple que l'on pourrait observer le rayonnement de fond diffus cosmologique à 160 GHz sans aucun problème.

Toujours dans ce même bouquin, on estime la distance focale minimale pour le fond diffus cosmologique à 763,478 UA. L'observation du fond diffus cosmologique, que Maccone considère comme une quasi priorité pour ces implications profondes en cosmologie pourrait être observé avec une précision de 50 nanosecondes d'arc. Le satellite européen Planck, en orbite depuis le 14 mai 2009, a une précision de 5 minutes d'arc. Des sondes FOCAL chargé d'analyser la totalité du ciel, seraient donc a priori 6 milliards de fois plus sensible que le meilleur satellite d'observation du fond diffus cosmologique actuel. Pour comparaison, le satellite WMAP, satellisé en 2001, avait une précision de 0,3° et le satellite COBE, satellisé en 1989, avait une précision de 10°.

Dans ces 2 autres priorités pour les missions FOCAL, Claudio Maccone propose l'observation du système stellaire Alpha Centauri, qu'il imagine comme la cible logique de la première sonde interstellaire qui serait conçue par l'humanité dans les siècles avenir. Il indique par exemple que ce système stellaire est observable dans l'hémisphère Sud et qu'il est à 60° sous le plan de l'écliptique. Une sonde FOCAL devrait donc l'observer à 60° au-dessus du plan de l'écliptique. Une telle modification de l'inclinaison demande une consommation extrêmement importante. Donc Claudio Maccone suggère d'utiliser le Soleil, en faisant en sorte d'effectuer que le dernier survol d'assistance gravitationnel soit celui du Soleil effectué par en-dessous de celui-ci. Comme le Soleil est très chaud, Claudio Maccone propose également d'utiliser le deuxième corps le plus massif du système solaire, Jupiter, pour modifier l'inclinaison de la sonde par rapport au plan de l'écliptique tout en gagnant un maximum de vitesse par assistance gravitationnelle, comme l'a fait la sonde Ulysses en février 1992.

La dernière priorité de Claudio Maccone, c'est l'observation de n'importe laquelle des planètes extrasolaires que l'on considère intéressante. Tout naturellement, Maccone choisissait en 2009 le cas de Gliese 581. Le problème de FOCAL, c'est qu'une mission correspond a une cible. Il faudrait donc a priori disposer d'un réacteur à fusion nucléaire comme le Polywell, qui permettrait de stopper une sonde à 557,4 UA en moins de 3,5 ans après le départ depuis la Terre. Voir ici :

The QED Engine: Fusion-Electric Propulsion for Cis-Oort/Quasi-Interstellar (QIS) Flight

Cependant, même si ce système permettrait de cartographier avec une grande précision toutes les planètes de la Galaxie (à l'expection peut-être de celles cachées par la poussière du disque galactique), cela demanderait sans doute des millions de sondes FOCAL pour le faire en moins d'un siècle si on compte environ 1000 milliards de planètes extrasolaires pour à peu près 400 milliards d'étoiles dans la Voie Lactée.

Cordialement.