Solar Wind Composition Experiment
expérience de mesure de composition du vent solaire
Pour les articles homonymes, voir SWC.
La Solar Wind Composition Experiment (SWC ou SWCE) est une expérience scientifique réalisée sur la Lune lors des missions Apollo 11, 12, 14, 15 et 16, entre et . Elle est conçue par une équipe universitaire suisse pour la NASA, l'agence spatiale américaine mettant en œuvre le programme Apollo. L'objectif est de mesurer le vent solaire en dehors de la magnétosphère terrestre. Ce sont les premières mesures isotopiques du matériau solaire.
Histoire
modifierLa SWCE est proposée et conçue par une équipe suisse dirigée par Johannes Geiss et Peter Eberhardt, de l'Université de Berne, et Peter Signer (de), de l'École polytechnique fédérale de Zurich. Elle est fabriquée par le Fonds national suisse de la recherche scientifique (FNS) et l'Université de Berne.
Parmi les autres chercheurs impliqués, on compte également Fritz Buehler, Jürg Meister, Herbert Cerutti (de) et Charles Filleux.
Principe
modifierLe dispositif utilisé pour l'expérience est mis en place sur la surface de la Lune au début de la sortie extra-véhiculaire. Il consiste en une feuille métallique d'aluminium et de platine de 1 × 4,6 pieds (30,5 × 140,2 cm), suspendue au sommet d'un mât télescopique. La feuille, exposée au Soleil, sert en quelque sorte d'épuisette, et permet de mesurer les types d'ions et l'énergie du vent solaire à la surface lunaire. À la fin de la durée de l'exposition, la feuille est détachée du mât puis placée dans un sac en téflon pour être ramenée sur Terre à des fins d'analyse.
Déroulement
modifierLa durée d'exposition est croissante à chaque mission[4] :
| Mission | Début | Durée | |
|---|---|---|---|
| Apollo 11 | 3 h 35 UT | 1 h 17 min | |
| Apollo 12 | 12 h 35 UT | 18 h 42 min | |
| Apollo 14 | 15 h 16 UT | 21 h 0 min | |
| Apollo 15 | 19 h 36 UT | 41 h 8 min | |
| Apollo 16 | 23 h 1 UT | 45 h 5 min | |
Sur Apollo 11, Geiss a convaincu la NASA de déployer cette expérience en premier, avant même le drapeau américain contenu dans le Lunar Flag Assembly, afin de maximiser le temps d'exposition[5],[6], permettant de le doubler par rapport à un déploiement après le drapeau américain[3]. Or les ingénieurs qui ont conçu le dispositif auraient caché dans le mât un petit drapeau suisse[7], qui serait ainsi le premier drapeau à avoir été planté sur la Lune, avant le drapeau américain[5],[8],[6] ; selon Gleiss, toutefois, il s'agit d'une rumeur[6]. L'expérience n'en est pas moins surnommée « the Swiss flag »[9],[10],[11] (« le drapeau suisse ») en raison de son origine[12],[13] et de sa forme ressemblant à celle d'un drapeau[7],[14],[15].
L'expérience était également prévue pour Apollo 13 mais n'a pas pu être déployée en raison de l'explosion d'un réservoir d'oxygène qui a imposé l'abandon de la mission et a empêché l'alunissage[16].
Résultats
modifierL'expérience, réussie, fournit des compositions isotopiques précises de l'hélium (He), du néon (Ne) et de l'argon (Ar) dans le vent solaire.
Ces résultats sont par la suite comparés aux différentes analyses de la composition du vent solaire sur de plus longues périodes :
- l'analyse des particules piégées dans les sections de Surveyor 3 ramenées sur Terre par Apollo 12 après leur séjour de deux ans et demi à la surface lunaire (-)[17],[18],[19] ;
- les données du spectromètre Solar Wind Ion Composition Spectrometer (SWICS) de la sonde Ulysses placée en orbite héliocentrique entre et [20],[21], ;
- les données du spectromètre Solar Wind Ion Composition Spectrometer (SWICS) du satellite Advanced Composition Explorer (ACE) placé en orbite de Lissajous autour du point de Lagrange L1 entre et [22] ;
- les échantillons ramenés sur Terre en par la sonde Genesis placée en orbite de halo autour du point de Lagrange L1 en [23],[24],[25],[26].
Galerie
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Apollo 11
Apollo 12
Apollo 14
Apollo 15
Apollo 16
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- Schémas tirés de l'Apollo 11 Preliminary Science Report
Figure 4-7, p. 91.
Figure 5-3, p. 185.
Postérité
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En , pour le cinquantenaire de l'expérience lors d'Apollo 11, Swissmint a émis une pièce commémorative de 20 francs, dessinée par Remo Mascherini[27]. Cette pièce en argent pèse 20 grammes et mesure 33 millimètres de diamètre[28]. Elle reprend la photo d'Aldrin déployant l'expérience.
Cette même photo fait la couverture de The Composition of Matter, un ouvrage publié à l'occasion d'un symposium organisé pour le 80e anniversaire de Johannes Geiss[29].
Notes et références
modifier- (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Solar Wind Composition Experiment » (voir la liste des auteurs).
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- ↑ Geiss et al. 2004, p. 309.
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), repris dans (en) Rudolf von Steiger (dir.), George G. Gloeckler (dir.) et Glenn M. Mason (dir.), The Composition of Matter : Symposium Honouring Johannes Geiss on the Occasion of His 80th Birthday, New York, Springer Science+Business Media, coll. « Space Sciences Series of ISSI » (no 27), , VI-526 p. (ISBN 978-0-387-74183-3, 978-1-4419-2551-0 et 978-0-387-74184-0), p. 489–513 (DOI 10.1007/978-0-387-74184-0_50 , lire en ligne 
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- 1 2 (en) « First 'flag' on the Moon? », sur esa.int, Agence spatiale européenne, (consulté le ).
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- ↑ (en) Jeff Starck, « Switzerland issues coin celebrating lunar connection », Coin World, .
- ↑ Steiger et al. 2007, couverture.
Voir aussi
modifierArticles connexes
modifierBibliographie
modifier
: document utilisé comme source pour la rédaction de cet article.
Preliminary Science Reports
modifierPréparés par le Manned Spacecraft Center, édités par la Scientific and Technical Information Division, Office of Technology Utilization, dans la collection « Special Publications » (NASA-SP) :
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- (en) Johannes Geiss, Peter Eberhardt, Peter Signer, Fritz Buehler et Jürg Meister, chap. 8 « The Solar-Wind Composition Experiment », dans Apollo 12 Preliminary Science Report (NASA SP-235, NTIS N70-35271), , 227 p. (LCCN 73-606625, présentation en ligne, lire en ligne [PDF]), p. 99–102 (Bibcode 1970NASSP.235...99G, lire en ligne).
- (en) Johannes Geiss, Fritz Buehler, Herbert Cerutti, Peter Eberhardt et Jürg Meister, chap. 12 « The Solar-Wind Composition Experiment », dans Apollo 14 Preliminary Science Report (NASA SP-272, NTIS N71-30953), , 309 p. (LCCN 78-611931, présentation en ligne, lire en ligne [PDF]), p. 221–226 (Bibcode 1971NASSP.272..221G, lire en ligne).
- (en) Johannes Geiss, Fritz Buehler, Herbert Cerutti et Peter Eberhardt, chap. 15 « Solar-Wind Composition Experiment », dans Apollo 15 Preliminary Science Report (NASA SP-289, NTIS N72-22814), (LCCN 72-185106, présentation en ligne, lire en ligne [PDF]), p. 15-1 – 15-7 (Bibcode 1972NASSP.289...15G, lire en ligne).
- (en) Johannes Geiss, Fritz Buehler, Herbert Cerutti, Peter Eberhardt et Charles Filleux, chap. 14 « Solar Wind Composition Experiment », dans Apollo 16 Preliminary Science Report (NASA SP-315, NTIS N73-21729), (LCCN 73-601567, présentation en ligne, lire en ligne [PDF]), p. 14-1 – 14-10 (Bibcode 1972NASSP.315..141G, lire en ligne).
Missions Reports
modifierTechnical Memorandums (TM) préparés par la Mission Evaluation Team du Manned Spacecraft Center :
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- (en) chap. 3.2 « Solar Wind Composition Experiment », dans Apollo 12 Mission Report (MSC-01855, NASA-TM-X-74200, NTIS N76-78038), (présentation en ligne, lire en ligne [PDF]), p. 3-24.
- (en) chap. 3.4 « Solar Wind Composition Experiment », dans Apollo 14 Mission Report (MSC-04112, NASA-TM-X-74240, NTIS N76-78036), (lire en ligne [PDF]), p. 3-14.
- (en) chap. 4.10 « Solar Wind Composition Experiment », dans Apollo 15 Mission Report (MSC-05161, NASA-TM-X-68394, NTIS N72-28832), (présentation en ligne, lire en ligne [PDF]), p. 4-14.
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Autres publications de la NASA
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- (en) « Appendix D. Solar-Wind-Composition Experiment (NASA Experiment S-080) », dans Wilbert F. Eichelman (dir.) et W. W. Lauderdale (dir.), Apollo Scientific Experiments Data Handbook (JSC-09166, NASA-TM-X-58131, NTIS N76-14150), Houston, Johnson Space Center, coll. « NASA Technical Memorandum », et (S2CID 127669265, présentation en ligne, lire en ligne [PDF]), p. D-1 – D-20.
- (en) Thomas A. Sullivan, « Experiment Operations During Apollo EVAs : Solar Wind Composition », dans Catalog of Apollo Experiment Operations (RP-1317), Houston, Johnson Space Center, (S2CID 129380073, présentation en ligne, lire en ligne [PDF]), p. 113–116 (lire en ligne).
Autres publications scientifiques
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- (en) Fritz Bühler, Peter Eberhardt, Johannes Geiss, Jürg Meister et Peter Signer, « Apollo 11 Solar Wind Composition Experiment : First Results », Science, vol. 166, no 3912, , p. 1502–1503 (PMID 17742848, DOI 10.1126/science.166.3912.1502 , Bibcode 1969Sci...166.1502B).
- (en) Johannes Geiss, Peter Eberhardt, Fritz Bühler, Jürg Meister et Peter Signer, « Apollo 11 and 12 solar wind composition experiments : Fluxes of He and Ne isotopes », Journal of Geophysical Research, vol. 75, no 31, (DOI 10.1029/JA075i031p05972 , Bibcode 1970JGR....75.5972G).
- (en) Fritz Buehler, Herbert Cerutti, Peter Eberhardt et Johannes Geiss, « Results of the Apollo 14 and 15 Solar Wind Composition Experiments », dans Carolyn Watkins (dir.), Lunar Science, vol. 3 : Revised Abstracts of Papers Presented at the Third Lunar Science Conference, Houston, 10–13 January 1972, Houston, Lunar Science Institute, coll. « Lunar Science Institute contribution » (no 88), , 824 p. (LCCN 79189790), p. 102–104 (Bibcode 1972LPI.....3..102B, lire en ligne [PDF]).
- (en) Johannes Geiss, Fritz Bühler, Herbert Cerutti, Peter Eberhardt, Charles Filleux, Jürg Meister et Peter Signer, « The Apollo SWC Experiment : Results, Conclusions, Consequences », Space Science Reviews, vol. 110, nos 3-4, , p. 307–335 (DOI 10.1023/B:SPAC.0000023409.54469.40 , Bibcode 2004SSRv..110..307G, S2CID 121170071).
- (en) Nadia Vogel, Heinrich Baur, Peter Bochsler, Fritz Bühler, Ansgar Grimberg et Rainer Wieler, chap. 1907 « New Analyses of Helium, Neon, and Argon in Aluminum Foils of the Apollo Solar Wind Composition Experiment », dans 41st Lunar and Planetary Science Conference (LPS XLI), held March 1–5, 2010 in The Woodlands, Texas, Lunar and Planetary Institute, (Bibcode 2010LPI....41.1907V, S2CID 117505325, lire en ligne [PDF]).
Thèses de doctorat à l'Institut für Exakte Wissenschaften de l'Université de Berne :
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- (de) Charles Filleux, Häufigkeiten der Helium- und Neonisotope im Sonnenwind aus Messungen an den Apollo—SWC—Folien, , 102 p. (OCLC 633026213).
Autres publications
modifier- (en) Stephan Zellmeyer, A Place in Space : The History of Swiss Participation in European Space Programmes, -, Paris, Beauchesne, coll. « Explorations » (no 7), , 402 p. (ISBN 978-2-7010-1532-3), p. 105–106.
