Space Dynamics Lab construit des caméras pour étudier les limites de l'espace

Technologie scientifique

15 mai 2023

Les ingénieurs de SDL sont photographiés sur cette image du 20 mars 2023 en train d'inspecter les deux caméras ultraviolettes Carruthers terminées avant qu'elles ne subissent des tests environnementaux dans les installations de SDL sur le campus d'innovation de l'USU. Les tests environnementaux des caméras confirmeront qu'elles résisteront aux turbulences extrêmes lors du lancement et aux températures de l'espace. (Crédit photo : SDL/Allison Bills)

NORD LOGAN, Utah - Le laboratoire de dynamique spatiale de l'université d'État de l'Utah construit deux systèmes de caméras de vol clés pour un vaisseau spatial de la NASA qui explorera la couche de l'atmosphère où la Terre rencontre l'espace. Les deux caméras Far Ultraviolet, ou FUV, serviront d'instruments scientifiques principaux pour l'observatoire Carruthers Geocorona.

L'observatoire Carruthers Geocorona étudiera l'exosphère - la couche la plus externe de l'atmosphère terrestre - à partir du point de Lagrange 1, communément appelé L1. L1, à environ 1,5 million de kilomètres de la Terre, est un point dans l'espace où l'attraction gravitationnelle de la Terre et du Soleil est égale et opposée, ce qui signifie que l'observatoire Carruthers Geocorona restera dans une position orbitale stable pendant qu'il mènera sa mission scientifique.

L'observatoire Carruthers Geocorona est dirigé par la chercheuse principale Lara Waldrop de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign et est géré par la division héliophysique de la NASA.

« En 2021, la NASA a chargé SDL de développer et de tester deux caméras FUV pour la mission Carruthers afin de faire progresser notre compréhension de l'exosphère », a déclaré Bennett Keller, responsable du programme Carruthers de SDL. "Cette couche de l'atmosphère terrestre n'est pas bien comprise, et les caméras construites par SDL joueront un rôle crucial dans la collecte de données pour déterminer sa taille, sa forme, sa densité et la façon dont elle interagit avec la Terre et l'espace."

SDL construit également deux roues à filtres pour la mission, une pour chaque caméra. Les roues à filtres permettent aux caméras d'examiner différentes bandes de fréquences de la lumière FUV, chacune pouvant révéler des nuances du comportement de l'atmosphère.

L'exosphère s'étend d'une altitude d'environ 500 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre jusqu'au bord de l'espace, qui se trouve à environ 10 000 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre. L'exosphère est composée principalement d'hydrogène et d'hélium gazeux ainsi que de traces d'autres éléments comme l'oxygène et l'azote. C'est également la région où de nombreux engins spatiaux orbitent autour de la Terre, et elle joue un rôle essentiel dans la protection de la planète contre le vent solaire et d'autres rayonnements nocifs de l'espace.

L'air est extrêmement mince dans l'exosphère et les molécules de gaz sont largement espacées. A cette altitude, la gravité terrestre est très faible et les molécules ne sont plus maintenues en place par elle. De plus, les éléments de l'exosphère sont décomposés par la lumière du soleil. En raison de ces conditions, les atomes peuvent s'échapper dans l'espace et l'exosphère se fond progressivement dans le vide froid de l'espace. Les caméras que SDL construit pour la mission Carruthers se concentreront sur l'observation de ce processus naturel d'échappement atmosphérique.

L'évasion atmosphérique a joué un rôle important dans l'appauvrissement de l'atmosphère de Mars et la perte d'eau de sa surface. De plus, l'évasion atmosphérique a des implications au-delà de notre système solaire et affecte l'habitabilité des exoplanètes. En étudiant l'atmosphère terrestre, les scientifiques peuvent élargir leurs connaissances sur les atmosphères dans l'univers au sens large.

L'observatoire Carruthers Geocorona a été nommé en l'honneur de George Carruthers, un physicien et inventeur de la NASA qui a conçu la première caméra ultraviolette lunaire utilisée lors de la mission Apollo 16 en 1972. Sur la base de ses premiers travaux, les scientifiques utilisent des caméras FUV pour observer les émissions de molécules et d'ions. dans la haute atmosphère terrestre qui sont excitées par le rayonnement ultraviolet du Soleil. Ces émissions peuvent fournir des informations sur la température, la densité et la composition de la haute atmosphère, ainsi que sur les effets de la météo spatiale sur la région.

« Le développement des caméras FUV pour l'observatoire s'inscrit dans la tradition de longue date de SDL de fournir à la NASA des instruments scientifiques critiques qui aident à faire progresser notre compréhension de l'univers et à protéger la technologie spatiale et les astronautes », a déclaré Keller. « SDL est fier de travailler sous la direction de l'équipe d'héliophysique de la NASA et du Dr Waldrop sur cette mission sans précédent.

Prévu pour un lancement en 2025, l'observatoire Carruthers Geocorona partagera un trajet vers l'espace avec la sonde de cartographie et d'accélération interstellaire de la NASA.

Basé sur le campus d'innovation de l'Utah State University à North Logan, UT, le Space Dynamics Laboratory est une organisation à but non lucratif et un centre de recherche affilié à l'Université du Département de la Défense appartenant à l'USU. Plus de 1 000 ingénieurs, scientifiques, professionnels et étudiants dévoués de SDL résolvent les défis techniques auxquels sont confrontés les militaires, la communauté scientifique et l'industrie et soutiennent la vision de la NASA d'explorer les secrets de l'univers pour le bénéfice de tous. SDL a des bureaux extérieurs à Albuquerque, NM ; Chantilly, Virginie ; Dayton, Ohio ; Huntsville, AL ; Ogden, UT ; et Stafford, Virginie. Pour plus d'informations, visitez www.sdl.usu.edu.

Les caméras ultraviolettes Carruthers sont vues sur cette photo du 20 mars 2023, en cours d'assemblage dans une salle blanche SDL sur le campus d'innovation de l'USU pour garder l'optique de la caméra exempte de contamination. Trois segments de châssis de caméra sont empilés et fixés ensemble lors de l'assemblage final. L'électronique de la caméra est visible à l'intérieur du châssis. (Crédit photo : SDL/Allison Bills)

Eric WarrenDirecteur, Relations publiquesSpace Dynamics Laboratory 435-881-8439 [email protected]

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