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Génomique et médecine personnalisée

L'essor de la génomique

L'intégralité du génome humain a été séquencée, de manière globale, au début des années 2000, dans le cadre d'un projet scientifique d'ampleur inédite. 3 milliards de bases (nucléotides) ont ...

Mercure et environnement

Un comité international de scientifiques a produit une évaluation mondiale du mercure pour l'UNE (Nations Unies pour l'environnement). Le rapport de 2018 démontre une augmentation significative du mercure dans l'atmosphère avec une ...

La bouche artificielle

Comprendre le rôle de la bouche

Tous les jours, plusieurs fois par jour, la bouche effectue la manducation. La manducation est l'action qui regroupe les opérations antérieures à la digestion que sont la préhension, la mastication, l'insalivation, la ventilation et la déglutition.

Nouvelle exploration du sol martien

© NASA/JPL-Caltech

Douzième mission du programme Discovery de la NASA, et unique mission de 2018, InSight (INterior exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) a été lancée le 5 mai 2018 et arrivera à destination de Mars le 26 novembre prochain. Son but est d'affiner ...

Des bactéries résistantes aux radiations

© DR / KAERI / A. De Groot

Des rayons nocifs

La radioactivité se caractérise par l'émission de rayonnements alpha, bêta et gamma. Les dommages induits par ces rayonnements ionisants ...

Le nouvel or vert

Fabien Esculier, chercheur à l’École des Ponts ParisTech, a récemment publié les résultats de ses recherches portant sur une gestion alternative des urines et matières fécales. Ces recherches font partie du programme OCAPI (Optimisation des cycles Carbone, Azote et Phosphore en ville) qui ...

BepiColombo

(C) ESA. BepiColombo
La mission spatiale BepiColombo, lancée le 20 octobre 2018, depuis le Centre Spatial de Kourou en Guyane, se dirige vers Mercure.

Deux orbiteurs pour étudier Mercure

Après les sondes américaines Mariner10 en 1973 et Messenger ...

Lasers à l'honneur pour le Prix Nobel 2018

Arthur Ashkin a été primé pour l'invention des «pinces optiques», dont le principe repose sur l'utilisation des forces liées à la réfraction d’un faisceau laser en milieu transparent. Cette force va alors permettre de maintenir et de déplacer des objets microscopiques, voire nanoscopiques tels des atomes, des virus, des bactéries et autres cellules vivantes.
L'avantage de cette technique est qu'elle est non-destructive : les faisceaux lasers peuvent atteindre les éléments internes d'une cellule sans en détruire la membrane. C'est pourquoi elle est très utilisée en biologie où des chercheurs ont, par exemple, réussi à sonder et mesurer les forces entre des particules et l'élasticité de l'ADN ou encore à désobstruer des vaisseaux sanguins.

 

La seconde moitié du Prix a été attribuée à Gérard Mourou, professeur et membre du Haut-collège de l’École polytechnique et Donna Strickland de l'Université de Waterloo, au Canada, pour avoir conjointement élaboré une méthode de génération d’impulsions optiques ultra-courtes de haute intensité.

Dans les années 1980, l'amplification des faisceaux lasers semblait marquer le pas.
La technique mise au point par Mourou et Strickland se nomme «amplification par impulsions» (chirped pulse amplification, CPA). Elle consiste à étirer une brève impulsion laser dans le temps, à l'amplifier puis à la comprimer à nouveau. Le fait d'allonger l'impulsion réduit sa puissance de crête, ce qui permet de l'amplifier sans endommager le dispositif. L'impulsion est ensuite comprimée dans un temps plus court, ce qui augmente considérablement son intensité. Ces impulsions ultra-courtes ont une durée de quelques dizaines de femto-secondes (1fs = 10-15 s), et disposent d'une très haute puissance de l'ordre du pétawatt (1PW=1015 W).

Cette découverte a contribué à l’avancement de la science dans plusieurs domaines de la physique en permettant notamment de fabriquer des lasers de plus en plus intenses pour sonder la matière. Grâce à la précision de coupe obtenue grâce à des impulsions brèves et intenses, la technique CPA a permis des avancées dans le domaine de la chirurgie réfractive de l’œil et du traitement de la cataracte. Elle a également conduit à l'observation de phénomènes ultrarapides tels que les phases transitoires de réactions chimiques.

Publié le 04/10/2018

En savoir plus :

Sur les pinces optiques :
https://www.photoniques.com/articles/photon/pdf/2013/04/photon201366p45.pdf

Sur la CPA :
http://www.cnrs.fr/inp/spip.php?article382
http://www.cea.fr/multimedia/Documents/infographies/impulsions-lasers-femtoseconde-attoseconde_defis-du-cea.pdf

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Nouvelle exploration du sol martien
La mission InSight, à destination de Mars, a pour objectif de mieux comprendre l'évolution des planètes telluriques en étudiant la structure interne de la planète rouge.

© NASA/JPL-Caltech

Douzième mission du programme Discovery de la NASA, et unique mission de 2018, InSight (INterior exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) a été lancée le 5 mai 2018 et arrivera à destination de Mars le 26 novembre prochain. Son but est d'affiner les connaissances sur la planète rouge, en particulier de comprendre en profondeur le processus de formation des planètes à partir de corps rocheux (accrétion, chaleur, cristallisation, etc.), mais aussi de mieux cerner le phénomène encore méconnu de différenciation planétaire.
 

Histoire d'une exploration

La première sonde spatiale mise en orbite autour de Mars a été la sonde soviétique Mars 2 en 1971. En 1975, les sondes américaines Viking 1 et 2 sont les premières à fournir des images de Mars ainsi qu'une grande quantité de données totalement inédites (composition de l'atmosphère et du sol, données météorologiques, etc). L'exploration martienne alterne échecs et succès. L'envoi de sondes étant très coûteux, les Américains reviennent en force avec un programme dont le slogan « Better, faster, cheaper » (mieux, plus vite, moins cher ), dénote la nouvelle ligne directrice de la NASA. Mars Global Surveyor (1996) est un immense succès puisque l'orbiteur a, entre autres, permis de renforcer la théorie de la présence d'eau sur Mars. La mission est suivie de Mars Pathfinder, lancée la même année, et dont Sojourner est le premier robot mobile à explorer le sol martien.

Les années 2000 ont vu le succès de plusieurs missions martiennes menées par la NASA, mais aussi par l'ESA. Plusieurs missions consécutives ont eu comme objectif de rechercher de l'eau sur Mars. Ainsi, les missions Mars Odyssey (2001), Mars Exploration Rover (2003), Mars Reconnaissance Orbiter (2005) et Phoenix (2007) ont exploré la calotte polaire de la planète. D'autres missions vont suivre à intervalles réguliers. Leurs objectifs se diversifient et s'affinent de plus en plus avec, par exemple, une étude minutieuse de la géologie et la minéralogie de Mars (Science Mars Laboratory – 2011). Quant à l'ESA, elle lance en 2003 l'orbiteur Mars Express qui recueille des données sur la surface, l'atmosphère, l'ionosphère et le sous-sol de Mars, et vient compléter les données des missions américaines. En 2016, l'orbiteur ExoMars TGO (en collaboration avec l'agence spatiale russe Roscosmos) étudie dans un premier temps l'atmosphère martienne puis sert de relais de télécommunications entre la Terre et les engins européens à venir.

La mission Insight

Les planètes telluriques du système solaire sont au nombre de quatre : Mercure, Vénus, La Terre et Mars. Mars ayant toujours fasciné, elle est aujourd'hui la planète la mieux connue du système solaire après la Terre. La découverte de traces d'eau, la possible présence de vie, sa proximité géologique avec la Terre et sa facilité d'accès en ont fait la cible principale des explorations extraterrestres.

Les missions de ces dernières années se sont principalement concentrées sur la recherche d'eau liquide et sur la possibilité d'apparition de la vie. La mission InSight aura pour objectif d'étudier la taille, la densité et la structure globale du noyau, de déterminer la composition et la structure du manteau, mais aussi d'évaluer l'épaisseur de la croûte de Mars. À son bord, trois instruments qui serviront à observer les « statistiques vitales » de la planète rouge.

Le principal instrument de la mission est le sismomètre SEIS, sous la responsabilité scientifique d'une équipe française (CNES, IPGP, CNRS, Université Paris-Diderot). Il est notamment composé de capteurs sismiques très large bande (Very Broad Band - VBB) et courtes périodes (Short Period – SP) qui serviront à mesurer avec précision les mouvements du sous-sol et autres activités internes de la planète. InSight est également équipé d'une sonde de chaleur HP³ (Heat Flow and Physical Properties Package) qui va pénétrer le sol martien afin de connaître le flux de chaleur interne et mesurer ses variations pour pouvoir révéler l'histoire thermique de la planète.

L'expérience de géodésie RISE (Rotation and Interior Structure Experiment) va, quant à elle, consister à mesurer avec minutie les variations de distances entre la sonde et la Terre. L'étude de la rotation de la planète rouge va permettre d'en savoir plus sur sa constitution interne.
Les instruments auxiliaires consistent notamment en deux caméras (semblables à celles des missions Rover) qui seront utilisées pour aider les ingénieurs et les scientifiques à guider le déploiement des instruments au sol, tout en fournissant une vue panoramique du terrain autour du site d'atterrissage.

Publié le 21/11/2018

En savoir plus :

 

Yassa HARBANE
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