LA LETTRE D'INFORMATION DE L'IMCCE
N°112 : mai 2015
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Éphémérides du mois
de mai 2015 (Repère géocentrique, les quadratures et les conjonctions sont en ascension droite) Les éphémérides sont données en temps légal français 4 mai 5 mai 7 mai 11 mai 15 mai 18 mai 19 mai 21 mai 23 mai 24 mai 25 mai 27 mai 30 mai 31 mai
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IMCCE - Observatoire de Paris |
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ÉditorialLors du numéro d'avril, vous avez été nombreux à nous communiquer des suggestions de thèmes pour les prochains mois et prochaines années, à nous faire part de critiques justifiées ou constructives sur la forme et le fond de ce que nous vous proposons, et nous vous en remercions. Les moyens dont nous disposons ne permettent pas toujours de réaliser toutes les évolutions que nous imaginons, notamment dans le style de la lettre d'Informations. Nous allons tâcher de faire évoluer ce style prochainement pour rendre le tout encore plus confortable à lire, mais cela prendra quelque temps, car toute la maquette est du "fait maison". N'hésitez pas à nous faire part d'autres remarques dans l'avenir, même si nous ne vous sollicitons pas à chaque fois. L'adresse de contact est la même que celle des demandes de mise à jour des adresses d'abonnement, auxquelles nous allons répondre de manière plus systématique. Le comité de rédaction. Visibilité des planètes(Planètes visibles entre les latitudes 60° Nord et 60° Sud et les constellations les plus voisines) Mercure est visible le soir au crépuscule et en début de nuit jusqu'au 12 mai, date de sa dernière visibilité du soir à Paris. Elle est tout le mois dans la constellation du Taureau. Vénus est visible tout le mois au crépuscule et en première partie de nuit. Au cours du mois, l'heure de son coucher ne varie que d'un quart d'heure environ. Elle se trouve dans la constellation du Taureau jusqu'au 8 mai, date où elle entre dans la constellation des Gémeaux. Mars est invisible durant tout le mois de mai. Jupiter est visible au crépuscule et une grande partie de la nuit, au cours du mois elle se couche de plus en plus tôt. Elle se trouve tout le mois dans la constellation du Cancer. Saturne est visible en début de mois une grande partie de la nuit et à l'aube, puis elle se lève de plus en plus tôt, en fin de mois, elle est visible, au crépuscule, toute la nuit et à l'aube. Elle se trouve dans la constellation du Scorpion jusqu'au 12 mai, date où elle entre dans la constellation de la Balance.
Ciel du moisCartes du ciel pour une observation vers le nord et vers le sud
Ces cartes du ciel montrent les étoiles brillantes et les planètes visibles dans le ciel de l'hémisphère nord, vers l'horizon sud et vers l'horizon nord, pour le 15 mai 2015 (23h). Le trait vertical correspond à la projection sur le ciel du méridien du lieu. L'arc de cercle rouge sur l'horizon sud représente l'écliptique (lieu de la trajectoire apparente du Soleil durant l'année). Les constellations visibles sur ces cartes sont, par ordre alphabétique des sigles : l'Aigle (Aql), le Cocher (Aur), le Bouvier (Boo), Cassiopée (Cas), Céphée (Cep), le Cancer (Cnc), la Chevelure de Bérénice (Com), la Couronne Boréale (CrB), le Cratère (Crt), le Corbeau (Crv), les Chiens de Chasse (CVn), le Cygne (Cyg), le Dragon (Dra), les Gémeaux (Gem), Hercule (Her), l'Hydre femelle (Hya), le Lézard (Lac),le Lion (Leo), la Balance (Lib), le Petit Lion (LMi), le Lynx (Lyn), la Lyre (Lyr), le Serpentaire (Oph), Persée (Per), la Grande Ourse (UMa), la Petite Ourse (UMi), le Scorpion (Sco), le Serpent (Ser), le Sextant (Sex), la Flêche (Sge), la Vierge (Vir), le Petit Renard (Vul) Le Soleil dans sa course apparente sur l'écliptique est accompagné de plusieurs planètes proches. Celles qui sont à l'est peuvent être observées au coucher du Soleil et au début de nuit selon leur élongation et leur magnitude, celles qui sont à l'ouest le seront en fin de nuit et au lever du Soleil sous les mêmes conditions. La figure suivante montre la configuration au 15 mai 2015.  Les cartes du ciel sont générées à l'aide du logiciel libre Stellarium. Phénomènes astronomiques
Coucher du Soleil le 9 mai 2009. Depuis la construction de la Grande Arche à La Défense, l'horizon n'est plus dégagé lorsque l'on regarde dans l'axe de l'Arc de Triomphe depuis les Champs Élysées. Une barre horizontale correspondant au sommet de la Grande Arche est visible sous l'arche de l'Arc de Triomphe, cette barre horizontale masque également une partie du Soleil couchant. Plus on s'approche de l'Arc, plus le sommet de la Grande Arche est bas sur l'horizon, mais plus le diamètre apparent de l'arche augmente alors que le diamètre apparent du Soleil reste constant. Depuis la place de la Concorde, le diamètre de l'arche est vu sous un angle apparent de 23,6', le diamètre solaire est donc toujours plus important que cette valeur ; le Soleil ne sera donc jamais en entier sous l'arche. Ces calculs sont des prévisions tenant compte de la réfraction atmosphérique et du dénivellement entre un observateur situé place de la Concorde (au pied de l'obélisque) dans l'axe de l'Arc de Triomphe. Une variation même minime avec cet axe peut induire des différences notables dans l'azimut du Soleil (un mètre à droite ou à gauche change l'azimut d'environ 1,63') et des différences de temps de quelques dizaines de secondes sur les prévisions. Si vous vous déplacez vers la gauche de l'axe, le décalage de temps est négatif et si vous vous déplacez vers la droite de l'axe le décalage de temps se fait positivement. Le tableau suivant donne les jours et les heures de visibilité du phénomène (en heure légale française) :
Depuis le rondpoint Champs Élysée Clemenceau, le diamètre de l'arche est vu sous un angle apparent de 33,6', le diamètre solaire est donc quasi identique à cette valeur. C'est donc la position idéale pour photographier le Soleil sous l'arche. Ces calculs sont des prévisions tenant compte de la réfraction atmosphérique et du dénivellement entre un observateur situé au rondpoint Champs Élysées Clemenceau (au centre de l'avenue) dans l'axe de l'Arc de Triomphe. Une variation même minime avec cet axe peut induire des différences notables dans l'azimut du Soleil (un mètre à droite ou à gauche change l'azimut d'environ 2,32') et des différences de temps de quelques dizaines de secondes sur les prévisions. De nouveau, si vous vous déplacez vers la gauche de l'axe, le décalage de temps est négatif et si vous vous déplacez vers la droite de l'axe le décalage de temps se fait positivement. Le tableau suivant donne les jours et les heures de visibilité du phénomène (en heure légale française) :
Attention : Si le Soleil à son coucher vous éblouit ne le regardez pas directement, c'est qu'il est encore trop haut sur l'horizon. Dans ce cas évitez de le photographier sans filtre, vous risquez d'endommager votre appareil photo et votre vue si vous utilisez un appareil à visée réflexe. Au voisinage du 8 mai il y a généralement un grand drapeau tricolore sous l'arche pour la commémoration du 8 mai.
Nouvelles astronomiques
L'International Academy of Astronautics (IAA) organise tous les deux ans une conférence internationale Planetary Defense Conference sur le risque des impacts d'astéroïdes géocroiseurs. Cette année, du 12 au 17 avril 2015 cette conférence s'est tenue en Italie, à Frascati près de Rome, dans les locaux de l''ESA/ESRIN avec l''appui du programme "Space Situational Awareness" de l''ESA dont la branche NEO est installée à Frascati. Cette conférence réunit périodiquement tous les spécialistes de ce domaine pour discuter des derniers résultats des recherches et des missions spatiales en cours ou des projets en développement. Plusieurs chercheurs de l'Observatoire de Paris, du LESIA et de l''IMCCE, ont participé à cette conférence et présenté les activités en cours qu'ils développent ou auxquelles ils collaborent, et notamment : celles relatives au projet européen NEOShield, aux missions spatiales en cours ou prévues telles Gaia, AIDA, aux systèmes de suivi des astéroïdes Gaia-FUN-SSO et EURONEAR, et aux activités du pôle sur la dynamique de l''environnement terrestre PoDET. Comme en 2013, cette nouvelle conférence a aussi été l'occasion de participer, en collaboration avec la NASA, à un exercice de simulation d'alerte à la collision d''astéroïde où l''essentiel de la chaine d''analyse et de gestion est constituée par les participants. Cet exercice permet de mettre en évidence essentiellement les prérequis d''une chaine de décision pour gérer ce type de situation. Un communiqué de presse avait précédemment été publié pour annoncer cet événement. Cette conférence a réuni 245 participants dont 50 des laboratoires de la NASA et 16 participants du monde des médias. Un livre blanc rassemblera les résultats et conclusions de cette expérience. Une retransmission des sessions a été organisée. Elle est maintenant archivée et accessible ici (sous le mot clef pdc2015).
L'observatoire de Paris propose un diplôme Universitaire "Explorer et Comprendre l'univers" destiné aux personnes de niveau bac scientifique. Les cours ont lieu tous les mardi de 17h à 20h à l'observatoire de Paris mais ils peuvent être suivis à distance en vidéo. Un stage pratique à Meudon et un stage d'observation à l'observatoire de Haute Provence complètent le cycle de cours. Les inscriptions pour 2015-2016 ont lieu à partir de mai. Pour plus de renseignements concernant les inscriptions, cliquez ici Pour plus de renseignements concernant le contenu du cours, cliquez ici Séminaires
Les Lois de Képler dans tous leurs états (5/11)
Représentation de l'orbite de Jason-2 dans un référentiel terrestre, sur une journée. Le satellite, d'altitude basse, fait environ 13 tours par jour. Après avoir étudié les trajectoires de hautes altitudes dans l'environnement terrestre, nous nous intéressons ce mois-ci à des orbites dont la période est encore commensurable dans un rapport simple avec la période de révolution de la Terre, mais à altitude beaucoup plus basse, de l'ordre de 1200 kilomètres. D'un point de vue dynamique, les perturbations orbitales dues à cette commensurabilité sont toutes petites en orbite basse, et sans commune mesure avec celles agissant sur les satellites géostationnaires et qui les font dévier de leur longitude nominale de fonctionnement. Pour ces trajectoires dites "LEO" (pour "Low Earth Orbit"), l'ensemble des perturbations orbitales sont néanmoins plus complexes à modéliser puisqu'au fur et à mesure que l'on se rapproche de la Terre, des modifications régionales ou locales du champ de gravité (dues à des chaines de montagne par exemple), commencent à générer des perturbations significatives. La propriété géométrique principale, et c'est surtout celle-là qui motive de tels choix de trajectoires, est conservée : celle de former sur la Terre des traces répétitives. Un satellite placé sur une telle trajectoire repasse donc à intervalles réguliers exactement au dessus des mêmes points, avec une régularité qui est maintenue au cours de la mission. Sur un cycle, les traces des satellites forment un maillage de la surface terrestre qui est régulier si la trajectoire est circulaire (la vitesse du satellite étant la même au périgée et à l'apogée). Voilà une propriété particulièrement intéressante, si l'on cherche à mesurer une même quantité, (i) uniformément ou quasi-uniformément à la surface de la Terre, (ii) plusieurs fois au même endroit pour modéliser les évolutions au cours du temps.
Ce type de trajectoires est donc particulièrement indiqué pour la mesure de l'évolution du niveau des mers depuis l'espace. A l'aide de radar de grande précision, il est ainsi possible de mesurer la distance entre le satellite et la mer. L'utilisation de satellites présente plusieurs avantages, parmi lesquels celui de mesurer avec un même instrument le niveau de l'ensemble des océans, mers et grands lacs de la planète : les erreurs de mesure proviennent d'un instrument unique, et il est ainsi possible de les modéliser voire de les corriger en très grande partie ; le principe repose sur des comparaisons des mesures satellitales avec des mesures de référence au sol (par exemple avec des points de calibration où sont installés des marégraphes, comme en Corse au Cap de Senetosa, qui est l'un des points de calibration pour la "filière" altimétrique des satellites TOPEX/Poséïdon et la série des Jason).
La mesure altimétrique radar n'a d'intérêt que si la trajectoire du satellite, en particulier l'évolution de son altitude, est connue également avec une précision extrême. Les récentes missions d'étude du champ de gravité de la Terre, CHAMP (lancé en 2000), (GRACE lancé en 2002 et toujours en activité), et GOCE (lancé en 2009), dans le cadre de ce qu'on a appelé la "décennie de la gravimétrie" ont permis une amélioration considérable de la modélisation du champ de gravité de la Terre. Aujourd'hui, notamment grâce à ces missions, la qualité des orbites des missions altimétriques est désormais de niveau centimétrique. Elles permettent d'atteindre des résultats dans l'évolution du niveau moyen des mers auxquels on peut donner toute confiance.
Ce niveau de précision centimétrique est établi lorsque l'on intègre aux calculs théoriques de trajectoire les observations des stations du réseau de poursuite. Ces stations sont équipées de plusieurs techniques de géodésie spatiale comme les techniques GNSS (les satellites et les stations étant équipés de récepteurs GPS/GLONASS et en 2016 Galileo), la technique de télémétrie laser par satellite (SLR), ou la technique spécifiquement développée par le CNES, l'Agence Française de l'Espace : DORIS. Il s'agit d'un système basé sur l'effet Doppler qui permet de très grandes précisions de mesure. Un réseau de poursuite spécifique a ainsi été mis en place tout autour de la Terre, pour que toute l'orbite, ou presque, soit en permanence visible par au moins une station du réseau. Le choix de l'altitude n'est, pour cette raison, pas anodin non plus : si l'altitude avait été plus basse, il aurait fallu bien davantage de stations dans le réseau de poursuite, donc un coût d'exploitation bien plus important. L'ensemble des paramètres d'une mission spatiale doit aussi répondre à des critères d'optimisation économique.
Dernière chose à indiquer ici, avant de vous inviter à télécharger comme tous les mois les fiches de synthèse sur les propriétés orbitales, vous pouvez visiter le site montrant l'évolution du niveau des mers : Cette élévation du niveau de la mer est due pour deux tiers à la fonte des calottes polaires et des glaciers, l'autre tiers à la hausse de la température dans les océans qui entraîne par dilatation une augmentation de volume des eaux liquides, deux conséquences d'une même cause : le réchauffement de la température sur Terre.
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En direct du Laboratoire
Tore invariant portant un flot linéaire et voisinage Tores invariants et mouvements quasi-périodiques dans les systèmes avec dissipation. Jessica Massetti. La théorie KAM, initiée par Kolmogorov, Arnold et Moser dans les années 1950, a pour objet l'étude des mouvements quasi-périodiques (c'est-à-dire une superposition de mouvements oscillatoires de différentes fréquences) et de leur persistance sous une petite perturbation. Cette théorie joue un rôle fondamental dans l'étude des dynamiques de type planétaire et lunaire. En particulier, Arnold dans les années 1960 démontra un important théorème que l'on peut ainsi paraphraser : si les masses des planètes étaient suffisamment petites par rapport à celle du Soleil (en fait incomparablement plus petites que les masses réelles), pour beaucoup de conditions initiales (positions et vitesses initiales des planètes), le mouvement des planètes seraient quasi-périodique; en particulier, ces mouvements seraient bornés et sans collisions, tout comme l'est leur approximation k ́eplérienne. C'est un retentissant résultat de stabilité, même si, d'une part, il ne s'applique pas au système solaire lui-même, et si, d'autre part, à supposer que les masses soient suffisamment petites, il ne s'applique pas à toutes les conditions initiales possibles. Cette théorie dans laquelle ma thèse est inscrite a été développée pour les systèmes conservatifs en général, et Hamiltoniens en particulier. Une des premières généralisations de cette théorie à des systèmes non nécessairement conservatifs est due à Moser, qui, en 1967, a prouvé un remarquable théorème de forme normale, concernant des perturbations analytiques des champs de vecteurs analytiques psosédant un tore invariant quasi-périodique de fréquences diophantiennes. Sans entrer ici dans les détails théoriques de ces termes, Il s'avère que les systèmes d'équations décrivant des problèmes physiques réels, soumis à des forces dissipatives, peuvent s' ́ecrire de cette fa ̧con. Dans le cas des planètes, ces effets dissipatifs (effets de marée notamment) sont dus aux frictions internes causées par leur déformation sous les effets gravitationnels, et ont des effets à long terme sur leurs mouvements et celui de leurs satellites, ce qui ouvre un champ d'applications très grand en planétologie et en astrodynamique du système solaire.
Mosaïque de caméras FRIPON déjà installées Après plus de deux années de travail, le réseau FRIPON (Fireball Recovery and InterPlanetary Observation Network) est bientôt opérationnel. Ce réseau mené par l'IMCCE et porté par 4 autres laboratoires (GEOPS, MNHN, LAM, CEREGE) s'appuie sur tout un tissu humain constitué de membres de 30 laboratoires français pluridisciplinaires mais aussi de radioamateurs, astronomes amateurs, médiateurs scientifiques, enseignants et bénévoles. Constitué de 105 caméras fish eye, le réseau est en cours d'installation et devrait être fonctionnel cet été. Une quarantaine de caméras déjà installées attendent leurs ordinateurs et des premières détections de bolides ont été réalisées ces derniers mois grâce à un petit réseau opérationnel. Le logiciel d'acquisition et de détection FreeTure est d'ores et déjà accessible et peut être téléchargé sur GitHub (http://fripon.github.io/freeture/). Dans les prochains mois, les procédures d'astrométrie et de calcul de trajectoires seront finalisées et permettront de calculer les premières orbites. La communauté FRIPON est maintenant prête à s'investir comme cela s'est vu lors de la dernière journée nationale organisée au Muséum National d'Histoire Naturelle le 11 avril dernier. 70 responsables locaux et régionaux se sont réunis afin de se préparer à l'installation finale des caméras et aux premières détections et recherche de météorites qui devraient avoir lieu d'ici la fin 2015. Dès 2016, un réseau de 20 antennes radio viendra compléter le réseau optique pour détecter les échos d'ondes radar envoyées par le radar militaire GRAVES et réfléchies sur le météore. Ces détections radio permettront ainsi de calculer avec une précision sans précédent la vitesse du météore et l'orbite du corps impactant.
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