Une heureuse découverte

Ken Tapping, le 16 janvier 2013

Dans le ciel, cette semaine…

  • Jupiter domine au sud pendant la nuit.
  • Saturne se lève vers 2 h.
  • La Lune entrera dans son premier quartier le 18 janvier.

Le 4 octobre 1957, la conquête de l’espace débutait officiellement avec le lancement, par l’Union soviétique, de Spoutnik 1, premier objet artificiel à être placé en orbite autour de la Terre. Cet exploit de l’URSS fit souffler un vent de panique sur le monde occidental, qui traînait de l’arrière. Le 31 janvier 1958, les États-Unis lançaient leur propre satellite, Explorer 1. Le projet avait été organisé à la hâte, l’intention étant de mettre n’importe quoi sur n’importe quelle orbite. On fabriqua en vitesse un satellite en forme de crayon véhiculant des instruments passablement rudimentaires, dont – par chance – un compteur Geiger, c’est-à-dire un appareil comptant les particules à haute énergie et les rayons gamma.

Sur son orbite, le Spoutnik volait à une altitude variant de 215 à 939 kilomètres. Celle d’Explorer amenait le satellite à une distance de 358 à 2550 km dans l’espace. Pareille variation à chaque orbite effectuée autour de la planète donna lieu à une découverte stupéfiante.

Quand le satellite se trouvait au plus près de la Terre (au périgée de son orbite), le compteur Geiger enregistrait le nombre prévu de « clics » par minute attribuable aux rayons cosmiques, très énergétiques. Cependant, lorsque le satellite s’éloignait de la planète vers son point le plus distant (l’apogée), ce nombre augmentait avant – ô surprise – de tomber à zéro, une fois passée la marque des 2000 km. Durant le retour vers la Terre, le nombre de clics remontait subitement avant de diminuer peu à peu jusqu’à revenir à son chiffre le plus bas, au périgée, puis le cycle recommençait, une orbite après l’autre.

Le compte de zéro était-il dû à un problème d’équipement ou à une quelconque erreur expérimentale? James Van Allen, de l’Université de l’Iowa, proposa une explication. Selon lui, la raison pour laquelle le compteur Geiger n’affichait plus qu’un résultat nul au-delà de 2000 km était qu’à partir de ce point, l’appareil ne parvenait plus à dénombrer les rayonnements, devenus beaucoup trop importants. Van Allen émit l’hypothèse que la Terre était entourée de bandes de particules solaires et de rayons cosmiques piégés par le champ magnétique de la planète. Des études subséquentes prouvèrent la véracité de cette hypothèse et révélèrent que deux ceintures de radiation entourent effectivement la Terre. On les appelle les ceintures intérieure et extérieure de Van Allen. Les astronautes de la mission Apollo les ont traversées en chemin vers la Lune. Le danger n’est pas grand lorsqu’on les croise rapidement, même s’il vaut mieux ne pas y prolonger son séjour. La plupart des missions spatiales, telle la station spatiale internationale, gravitent à une altitude nettement plus basse que celle des ceintures.

On pourrait s’attendre à ce que chaque planète dotée d’un champ magnétique possède des ceintures de radiation. Les plus formidables découvertes à ce jour sont celles de Jupiter. Les ceintures de rayonnements de cette planète mettraient en danger la vie des astronautes et pourraient endommager les appareils électroniques des engins spatiaux qui les traversent. Les deux sondes Voyager les ont croisées à toute vitesse. Dans les années 1990 cependant, la sonde Galileo a passé des années à explorer l’espace jovien et a connu de nombreuses pannes attribuables aux rayonnements, tout en nous transmettant de nouvelles données fort utiles, non seulement pour la science, mais aussi pour le perfectionnement des technologies spatiales. L’espace est un milieu inhospitalier, certes, mais il en va autant de l’Antarctique. Or on peut vivre et travailler au pôle Sud; nous trouverons des solutions aux problèmes associés à la vie et au travail dans l’espace.

Ken Tapping est astronome à l’Observatoire de radio-astrophysique du Conseil national de recherches, à Penticton (C.-B.), V2A 6J9.

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