Aider le monde à explorer l'univers

Cette année, trois scientifiques, James Peebles, Michel Mayor et Didier Queloz, ont reçu le prix Nobel de physique de 2019 pour leur travail qui apporte une nouvelle compréhension de la structure et de l'histoire de l'univers, ainsi que la découverte d'une planète gravitant autour d'une étoile similaire au soleil dans notre galaxie, la Voie lactée. Depuis des décennies, ABB fabrique des instruments scientifiques complexes qui mesurent et analysent les gaz dans l'atmosphère afin d'aider les chercheurs à mieux comprendre sa composition et son évolution. Aujourd'hui, ABB s'étend de l'atmosphère terrestre vers l'inconnu.

Dans le cadre de notre série en partenariat avec Nobel Media, jetons un coup d'œil à ce que fait ABB pour l'avenir de l'exploration spatiale.

Voir au-delà de ce qui est connu

La majeure partie de l'énergie émise par les étoiles et la matière interstellaire au centre des galaxies est absorbée par la poussière à travers laquelle seule la lumière infrarouge lointaine parvient à s'échapper partiellement. Un télescope de lumière infrarouge lointaine est donc le meilleur outil pour explorer au-delà de ce rideau de poussière. En 2019, ABB a remporté un contrat de 1,7 million de dollars pour le développement d'un mécanisme de balayage pour l'Agence spatiale canadienne. Dans le cadre du télescope spatial infrarouge pour la cosmologie et l'astrophysique (Space Infrared Telescope for Cosmology and Astrophysics, SPICA) le mécanisme de miroirs de balayage cryogénique aidera à obtenir une meilleure compréhension de la physique de la formation des étoiles et de la croissance des trous noirs. Le mécanisme permet aux miroirs du spectromètre de se déplacer avec précision dans l'instrument d'infrarouge lointain du SPICA (SAFARI), à l'aide d'un système de métrologie laser. Ce déplacement révélerait plus de renseignements par rapport à la distribution d'énergie de la lumière et à des phénomènes physiques sous-jacents se produisant à des années-lumière de la Terre.

Le télescope spatial infrarouge pour la cosmologie et l'astrophysique (SPICA) - Crédit : JAXA/ISAS
Le télescope spatial infrarouge pour la cosmologie et l'astrophysique (SPICA) - Crédit : JAXA/ISAS

Les obstacles principaux lors du développement de ce mécanisme sont de s'assurer qu'il puisse survivre au vide spatial, aux vibrations du lancement de la fusée, à une température de fonctionnement de -263 °C et à la compensation aux perturbations des microvibrations une fois dans l'espace, tout en conservant une stabilité de position à un centième de millième de millimètre. Cumulant 45 années d'expérience dans les spectromètres et l'instrumentation optique de Fourier, le segment d'affaires Mesure et analyse d'ABB relève le défi.

La mission spatiale SPICA a été proposée au programme Cosmic Vision (vision cosmique) de l'Agence spatiale européenne (ESA), en collaboration avec l'Agence d'exploration aérospatiale japonaise (JAXA). Le SAFARI est l'un des deux principaux instruments spatiaux derrière le télescope proposés pour la mission SPICA. S'il est choisi, le télescope spatial serait lancé en 2032.

En expédition exoplanétaire

Lorsque nous essayons d'observer au-delà de notre système solaire, les télescopes ne sont normalement qu'en mesure de capter les étoiles, puisque leurs photons (particules lumineuses) dominent vastement ceux provenant des exoplanètes. Le tout dernier observatoire spatial de la NASA, le Wide Infrared Survey Telescope (WFIRST), tente de surmonter cet obstacle pour trouver d'autres planètes comme la Terre. AIDER LE MONDE À EXPLORER L'UNIVERS 2/3

Prévu pour être lancé en 2025, le télescope transportera deux instruments : une caméra pour étudier le mystère de la distribution d'énergie noire dans le cosmos, ainsi que la première caméra d'imagerie exoplanétaire dans l'espace, le CGI (Corona-Graph Imager). ABB travaille présentement en collaboration avec Nüvü Camera pour sélectionner le fournisseur de la commande électronique de la caméra d'exoplanète CGI en 2020.

Ensemble, les composantes optiques composées d'un système de masques, de prismes, de détecteurs et de miroirs autofléchissants, bloquent l'éclat éblouissant d'une étoile hôte distante pour révéler la lumière moins vive de la série de planètes gravitant autour d'elle. À la fin de cette séquence de traitement lumineux complexe, la caméra d'ABB recueillera la lumière résiduelle des exoplanètes. Le WFIRST est un projet de 3,2 milliards de dollars qui nous permettra d'obtenir les premières images d'exoplanètes en lumière réfléchie. Il s'agit d'une étape impérative si nous désirons obtenir un jour une image en gros plan d'une planète distante similaire à la Terre.

Rouler sur Mars

Les gaz émis par l'équipement peuvent interférer avec les instruments sensibles utilisés dans les satellites et autres véhicules spatiaux, ce qui peut entraver les mesures et analyses précises de leur entourage. Étant donné les conditions extrêmes sur Mars, qui possède une atmosphère très mince, une concentration élevée en dioxyde de carbone, une radiation intense ainsi que des températures extrêmement basses, la NASA nécessitait de l'équipement qui ne générerait aucune émission pour sa mission sur Mars. La réponse : des attaches Ty-Rap faites d'éthylène-tétrafluoroéthylène, un fluoropolymère apparenté au Teflon™.

  • Ty-Rap va là où personne n'est encore allé
  • Des attaches Ty-Rap faites d'éthylène-tétrafluoroéthylène, un fluoropolymère apparenté au Teflon™, sont utilisées pour le Martian Rover de la NASA

Initialement conçues pour rassembler des câbles avec une force et une fiabilité sans pareille, les attaches de câbles auto-encliquetables d'ABB sont devenues un élément essentiel du monde moderne. Aujourd'hui, les attaches de câbles Ty-Rap sont disponibles en diverses variétés résistantes à la chaleur, en plus des gammes de produits résistantes aux rayons UV, aux produits chimiques rigoureux et aux chaleurs et aux froids extrêmes. Elles sont utilisées en hauteur pour maintenir des câbles d'avions, ainsi qu'en dessous du niveau de la mer sur les plateformes de forage. Une version a été imprégnée de matériaux spéciaux pour la rendre facilement détectable si elle venait qu'à tomber dans des lignes de traitement alimentaire, tandis que d'autres versions du produit sont conçues pour tuer des microbes à leur surface. Enfin, une autre version, conçue pour résister à la radiation et au vide spatial, se trouve sur Mars sur le Martian Rover de la NASA.

L'année passée, ABB a produit sa 28 milliardième attache Ty-Rap, soulignant le 60e anniversaire d'un produit qui est devenu un élément essentiel du monde moderne. Attachés ensemble, ces attaches de câbles Ty-Rap pourraient aller de la planète à la lune 22 fois.

Surveiller la Terre

Tandis que l'exploration des mondes qui nous entourent se poursuit, ces mêmes technologies spatiales sont également appliquées pour en apprendre plus sur la planète où nous vivons. Plusieurs des satellites qui gravitent autour de la Terre utilisent la technologie de spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) pour aider à recueillir des données sur des paramètres tels que l'humidité, la pollution et la température qui influences les phénomènes climatiques. Comme le réchauffement climatique représente une menace importante envers la santé publique, la biodiversité, l'agriculture et d'autres aspects de notre planète, les données recueillies par le FTIR offrent un aperçu unique des gaz à effet de serre et mesurent précisément les niveaux de dioxyde de carbone.

GOSAT-2 ©Mitsubishi Electric
GOSAT-2 ©Mitsubishi Electric

La technologie FTIR d'ABB sous la forme de réacteur à séparation spatiale, mieux connue sous le nom d'interféromètre, fait partie du satellite d'observation de gaz à effet de serre (Greenhouse gases Observing SATellite-2, GOSAT-2) lancé par le Japon en octobre 2018, ainsi que de son grand frère GOSAT-1, lancé en 2009. Comme le satellite GOSAT tourne autour de la Terre 15 fois par jour, l'interféromètre d'ABB aide à prendre plus de 100 000 mesures précises de dioxyde de carbone, de méthane, de vapeur d'eau, de monoxyde de carbone et d'oxygène dans l'atmosphère. Les données qui en découlent sont utilisées par l'institut national du Japon pour l'étude environnementale (National Institute for Environmental Study, NIES), afin de produire des cartes détaillées mettant l'accent sur la distribution des gaz à effet de serre à travers la planète, ainsi que les fortes variations saisonnières. Grâce à ces cartes, les scientifiques sont également en mesure de localiser l'origine de ces gaz. Les données recueillies par les satellites GOSAT se révèlent utiles pour confirmer les émissions des pays, ce qui permet la prise de mesures appuyées par des preuves irréfutables du contenu et de l'étendue de leurs émissions. AIDER LE MONDE À EXPLORER L'UNIVERS 3/3

Comme des mesures urgentes doivent être prises pour minimiser les hausses de gaz à effet de serre, les données des satellites GOSAT sont également inestimables pour aider le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat de l'ONU à rédiger des politiques mondiales sur la réduction d'émissions.

Le secteur commercial profite également de l'innovation d'ABB au-delà de la surface planétaire. Par exemple, la nouvelle génération de satellites météorologiques en orbite polaire de la NASA (JPSS), qui sont utilisés pour améliorer la rapidité et la précision des prévisions météorologiques jusqu'à sept jours, ou alors les imageries satellites déployées par les entreprises de distribution d'eau dans le cadre de leur trousse de gestion des fuites.

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