Inventions: Que nous rapportent vraiment les programmes spatiaux ?

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Pas une journée ne s’écoule sans qu’un astronome ou un chercheur ne se voit  poser cette question : à quoi ça sert d’investir dans les programmes spatiaux ? Quels sont les bénéfices pour l’humanité ? Ou encore : ça coûte cher, on ferait mieux de s’occuper de ceux qui meurt de faim dans notre propre pays etc. Avec la crise, ce genre de discours se généralise de plus en plus et il est donc indispensable d’apporter un éclairage complet sur cette question.

En plus des acquis incroyables pour la connaissance humaine et pour la science, il faut bien comprendre que l’exploration spatiale bénéficie à toute l’humanité, à tous les niveaux, aussi bien économique qu’environnemental, pour l’industrie ou pour les entreprises, pour la médecine ou pour l’agriculture. Et toutes ces avancées ne sont pas exclusivement le résultat du programme Apollo.

BIEN SUR CE NE SONT ICI QUE LES

INVENTIONS POSITIVES ET ILS NE PARLENT

PAS DES EFFETS NÉGATIFS D’UNE BONNE

PARTIE DE CES INVENTIONS (ONDES

TÉLÉPHONIQUES, IRM ETC)

Ce que l’espace apporte à notre vie quotidienne

Nous venons de voir que les technologies développées pour l’espace pouvaient avoir des applications médicales. Et quand on parle d’espace, on pense tout de suite aux satellites et à ce qu’ils nous permettent de réaliser. Grâce à eux, nous avons accès à des données qui permettent chaque année de sauver des milliers de vies humaines. Les satellites météo permettent de prédire les catastrophes naturelles, comme les inondations, les orages, les tornades, les typhons. Ils permettent également de repérer des incendies ou d’analyser leur étendu. Les humains peuvent dans ces conditions êtres prévenus en amont et des mesures de protections peuvent être mises en place.

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Le GPS, le Global Positioning System, permet chaque jour de sauver des vies. L’humanité en dépend pour les transports maritimes. Il a été inventé dès le premier satellite mis en orbite, Spoutnik en 1957. Les changements dans la fréquence radio ont aidé les scientifiques américains à suivre Spoutnik à la trace. C’est le résultat de l’effet Doppler, qui est un changement de fréquence des ondes sonores ou lumineuses selon les changements de position.  Ce principe a permis d’élaborer le système de navigation maritime baptisé TRANSIT conçu pour les sous-marins. Le GPS pour la navigation a été développé par la défense américaine dans les années 1970, ce qui a conduit au lancement du premier satellite GPS en 1978.

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De nombreux marins ont également été sauvés grâce au canot de sauvetage développé par la NASA pour récupérer les astronautes en mer. Ce canot peut se gonfler en 12 secondes. Et même des vents forts et une grosse mer ne peuvent le retourner.

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Bien sûr, les satellites sont aussi devenus nécessaires pour la télévision, les stations radio, le téléphone

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L’agriculture aussi dépend maintenant des satellites et de l’espace. Les différentes caméras élaborées pour explorer la composition des planètes lointaines servent aussi à déterminer si des plantes ont besoin d’eau, d’insecticide. Aujourd’hui, les agriculteurs peuvent savoir quelle zone de leur parcelle a besoin d’attention, d’engrais, d’eau, etc.

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L’environnement doit aussi beaucoup à l’espace.  Quand les américains ont démantelé le lanceur Saturn 1B, ils ont découvert quelques années plus tard, que la peinture contenait des polychlorobiphényles (PCB), des polluants d’une grande toxicité qui empoisonnait le sol. Des scientifiques ont donc développé une pâte capable d’extraire le PCB de la peinture sans endommager la peinture elle-même. Ce système a depuis été légèrement transformé et il est régulièrement utilisé pour supprimer de nombreuses formes de contaminations sur terre.

Au CADMOS par exemple, j’ai pu voir personnellement une expérience qui est actuellement menée dans l’espace. L’objet de cette expérience est d’étudier le comportement du goudron sans gravité afin de trouver un moyen qui permettra dans les années à venir de recycler le goudron.

Les pneus de nos voitures utilisent aussi une technologie initialement inventée pour le parachute de Viking sur Mars. Ces parachutes étaient fabriqués avec une fibre qui sert aujourd’hui dans le pneu « radial » qui ont une durée de vie bien plus longue que les pneus classiques.

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La détection de ressources naturelles se fait également depuis les satellites aujourd’hui. Et trouver du pétrole ou de l’eau qui se trouvent en profondeur sous la croûte terrestre est envisageable sans creuser n’importe au petit bonheur la chance.

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Il ne faut pas oublier que les satellites doivent être régulièrement remplacés. Ainsi, si nous voulons continuer de vivre avec le même confort et la même sécurité, nous sommes aujourd’hui « obligés » d’envoyer de nouveaux satellites pour prendre le relais des satellites en fin de vie.

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L’électronique

L’exploration spatiale a permis qu »aujourd’hui nous ayons des téléphones portables dans nos poches ou des ordinateurs dans des sacs. Les astronautes ont fabriqués dans les navettes spatiale ou dans la Station spatiale internationales des composants électroniques miniatures  qui ne pouvaient être fabriqués que dans l’espace. De plus, la nécessité de réduire le poids embarqué à bord des fusées a largement contribué à la miniaturisation des composants, ainsi qu’à l’invention des microprocesseurs et des ordinateurs modernes. Les piles à combustible inventées pour les programmes spatiaux sont actuellement à l’étude pour alimenter nos voitures à la place du pétrole.

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Concrètement, les CCD (les capteurs photographiques) qui se trouvent sur les téléphones portables, convertissent un rayonnement électromagnétique en valeur numérique. Ces CCD étaient à l’origine développé pour l’astronomie. Les CCD sont aujourd’hui utilisés dans la plupart des appareils photos, webcams et téléphones.

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Charge-Couple Device, CCD

  • Le développement des ordinateurs modernes, des langages de programmation et des systèmes embarqués est dû à la conquête spatiale, et aux premiers vols habités, en particulier le programme Apollo dans les années 1960.
  • l’ordinateur de vol des capsules Apollo (AGC) est le premier ordinateur au monde à circuits intégrés (1966).
  • c’est également le premier système embarqué, avec noyau temps réel, à l’origine des commandes « fly-by-wire » dans les avions (F-8, A320, etc.) notamment.
  • dans les années 1960, la NASA achetait 60 % de la production totale de circuit intégrés aux États-Unis.
  • lors du développement du programme Apollo, les langages de programmation n’existaient pas, tout a donc été créé à partir de zéro, écrit à la main sur papier, puis transformé en cartes perforées, avant d’être finalement stocké sur mémoire faite de « cordes » cuivrées.

Les technologies de l’information

Les systèmes d’information et de données d’observation de la Terre de la NASA enregistrent et archivent quotidiennement un grand nombre de données sur l’atmosphère terrestre, les océans et la végétation. Ces données cumulées représentent plus de 4,5 Pétabytes, soit les mêmes données que 90 millions de placard à 4 tiroirs remplis de papiers. (Et ces chiffres datent de 2010). Pour accéder simplement à ces données, la NASA a développé un logiciel capable de gérer un grand nombre d’informations. Aujourd’hui, les hôpitaux, les fournisseurs d’accès, les entreprises, les organisations utilise la même technologie pour conserver leurs informations.

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Forth, le langage informatique développé pour le télescope de 11 mètres en haut de Kitt Peak, est actuellement utilisé par FedEx pour suivre les colis.

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AT&T, le plus grand fournisseur de services téléphoniques aux États-Unis, utilise un logiciel développé par le National Optical Astronomy Observatory pour analyser ses ordinateurs.

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La sécurité

Les ­télescopes européens Herschel et Plancks sont 10 fois plus sensibles dans le domaine infrarouge et dans celui des rayons gamma que ceux lancés avant eux. Ils pourraient être utilisés sur Terre pour la surveillance des forêts et la détection précoce des incendies.

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Ou encore dans les aéroports pour repérer les gens fiévreux.

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Un détecteur de fièvre dans un aéroport

Les balises de détresse, Argos ou encore Cospas-Sarsat dont 600 000 exemplaires sont en service dans le monde.

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La Terre est fragile et de nombreuses menaces peuvent remettre en cause son équilibre. La chute d’un astéroïde a déjà bouleversé cet équilibre à de nombreuses reprises et il y aura forcément un nouvel astéroïde qui viendra nous menacer.

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Image satellite d’ISON

Les lanceurs de fusée servent aujourd’hui à lutter contre les incendies. Rory Groonwald, l’ingénieur en chef d’Orbital Technologies Coroporation, a travaillé en partenariat avec le groupe de recherche des pompiers de l’armée de l’air américaine pour concevoir un système similaire à haute-pression pour éteindre un feu en quelques secondes. Cette technologie a réduit la quantité d’eau nécessaire.

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Les aéroports utilisent les avancées technologiques initialement conçues pour l’astronomie. La technologie d’observation par rayon-X est utilisé sur les tapis des bagages des aéroports.

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Et la chromatographie à gaz (un instrument conçu pour mission martienne) est utilisée pour détecter les explosifs dans les bagages.

Sans oublier que sans les instruments développés pour l’astronomie, on ignorerait la présence du trou dans la couche d’ozone,

Trou de la couche d'ozone

ou encore la faible intensité du champ magnétique terrestre en Amérique du Sud.

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Quelles applications l’espace peut avoir dans la médecine ?

De nombreuses recherches effectuées pour l’exploration spatiale ont eu des applications pratiques inattendues dans la médecine de tous les jours.

Cœur artificiel : une minuscule pompe d’assistance ventriculaire, utilisée dans les cœurs artificiels, est dérivée des pompes à carburant de la navette spatiale américaine (2000). Et le premier cœur artificiel français est développé par des ingénieurs d’EADS et de MATRA (2008).

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Pompes à insuline : le design s’inspire du concept du laboratoire biologique du vaisseau spatial Viking (1986) et plus précisément sur le bras robotique mécanique. Pensez-y la prochaine fois que vous croiserez quelqu’un avec le diabète.

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Les machines de dialyse : le système de recyclage des fluides lors des missions Apollo na servi à élaborer le système de dialyse qui permet de filtrer les éléments toxiques de l’urine en cas d’insuffisance rénale. Cette technologie permet au patient de bénéficier d’une plus grande liberté pendant sa dialyse.

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Détection des tumeurs : Lorsque le télescope Hubble a été mis en orbite, il était myope et ses images étaient floues. Les ingénieurs ont alors mis au point un logiciel pour améliorer la lecture des images. Ce logiciel est aujourd’hui utilisé en radiographie pour détecter des tumeurs cancéreuses à un stade très précoce. Cette technologie a permis de sauver des milliers de vie et justifie presque à elle seule l’investissement dans le spatial.

Les IRM :  La NASA n’a pas inventé l’IRM, mais l’agence spatiale a grandement amélioré la technologie. Dans le milieu des années 1960, le Jet Propulsion Laboratory de la NASA a mis au point un système de traitement d’images numériques afin de permettre aux ordinateurs d’agrandir les photos de la Lune. Aujourd’hui, ce procédé sert à créer et à améliorer les images des organes du corps humain dans les tomographies axiales informatisées et les IRM.

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Pacemakers : le premier pacemaker utilise de nombreuses innovations développées par la NASA. Le pacemaker intègre une batterie rechargeable à longue durée directement inspiré des systèmes électriques des vaisseaux Apollo, une puce résultat de la miniaturisation développée grâce aux programmes spatiaux,  et un système de télémétrie bidirectionnelle utilisé pour communiquer avec les satellites. (1995)

Les matériaux à mémoire de forme servent bien sur pour nos matelas et aujourd’hui, notre qualité de sommeil s’est grandement amélioré. Ces matériaux étaient développés pour réduire la force des impacts quand les vaisseaux atterrissaient. Ils sont aujourd’hui également utilisés pour les voitures, les casques de moto ou les selles de chevaux.

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D’autres alliages en nickel et en titane à mémoire de forme ont des propriétés intéressantes. Ils sont capables de revenir à leur état initial après avoir été déformé. Ils servent par exemple à fabriquer des « stents », des petits tubes que l’on glisse dans les artères pour les déboucher. On réduit leur taille avant de les poser, et ils reprennent leur forme sous l’action de la chaleur du corps. Certaine agrafes chirurgicales utilisent ce même matériaux développé à l’origine pour l’exploration spatiale. Et il y a actuellement d’autres voies en cours d’exploration, comme les vêtements. A suivre…

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En construisant des télescope spatiaux, il a fallu inventer des environnement extrêmement propres pour éviter que des particules de poussières viennent obscurcir les miroirs ou les instruments. Des méthodes identiques sont utilisées dans les hôpitaux et les laboratoires pharmaceutiques.

Bien sûr, cette liste n’est pas exhaustive. Le nombre d’application est absolument incalculable.

Pour le fun on peut en rejouter quelques-unes:

La couverture de survie : Inventée en 1960, film plastique aluminé en mylar chargé de réfléchir les ondes radio sur le ballon satellite Echo 1

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Le textile ignifugé: Textile pare-flamme en fibre de kevlar qui protège contre les effets calorifiques du rayonnement thermique.

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Le coussin gonflable de sécurité : Système inventé et mis au point par la NASA dans le cadre du développement des accéléromètres spatiaux alors qu’en parallèle, les industriels de l’automobile faisaient leurs expérimentations.Le coussin gonflable a été également utilisé pour l’atterrissage sur Mars du robot Sojourner en 1996.

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Les couches-culottes : Les premiers spationautes revêtaient des combinaisons incluant des matériaux absorbants pour satisfaire leurs besoins naturels.

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Les freins du TGV (origine : composite en carbone-carbone utilisé pour les tuyères des propulseurs d’appoints des fusées)

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Le revêtement des poêles : Matériau destiné à protéger les satellites des chocs de l’espace; en effet cette matière permet aux éléments extérieurs de glisser

Conclusion

Le champ d’application des avancées liées à l’exploration spatiale ou à l’observation de l’univers est absolument gigantesque. Il est dit que chaque euro dépensé dans la recherche spatiale rapporte de 4 à 20 euros dans les 10 ans qui suivent.  S’il y a bien un domaine qui peut nous aider à sortir de la crise et à regarder l’avenir avec espoir, c’est bien celui-ci. En plus, il ne faut pas sous-estimer le sens que donnent ces recherches à notre humanité. En cherchant à découvrir de nouvelles planètes habitables ou habitées, nous avons découverts que nous étions nous-mêmes de la poussière d’étoiles. Les hommes que nous envoyons dans l’espace sont également une source d’inspiration qui nous rappelle sans cesse que l’homme est un explorateur, physiquement et intellectuellement. En regardant au-delà de notre planète, nous découvrons que l’univers est immense et que nous sommes juste un minuscule fragment mais que nous en faisons partie. L’autre chose, c’est que la vie est rare et précieuse et que la Terre, notre maison, doit donc être protégée.

Source:  Science-Mag

Vidéos du CNES – « L’espace utile au quotidien« 

« Avancées technologiques liées à la conquête de l’espace » sur Wikipedia

« Tout ce que nous devons à la conquête spatiale » sur Allez Savoir!

« Les innovations technologiques de la NASA utilisées dans de nombreux produits courants » sur Invention Europe

2 réflexions sur “Inventions: Que nous rapportent vraiment les programmes spatiaux ?

  1. Cet article, et ce que reflètent les images qui l’accompagnent, me donne juste le tournis !
    Rien ne me semble beau. Rien ne me semble vrai. Rien ne me semble nécessaire.

    Je pourrais mettre ma main à couper que tout ceci est possible sans aide matérielle, sans support physique, mais que nous avons pris la fausse route.

    Cette envie au fond de nous de se tourner vers les autres planètes, vers ce questionnement de nos origines et de tout ce qui nous entoure, est à mon avis surtout due au fait que nous le savons déjà !
    C’est comme la manière dont nous venons à la vie sur cette planète, ce passage qui nous coupe de l’état éthéré dont nous provenons, mais que nous devons laisser derrière nous pour faire évoluer l’expérience de notre monde actuel.
    Nous l’oublions, mais ça ne veut pas dire que nous ne le savons pas quelque part en nous.

    Or, quelque chose nous a corrompu et nous éloigne de cette essence si simple et limpide, nous éloigne de la paix.

    Plus nous sommes entourés de ces « choses », plus l’insécurité monte, plus le sombre guette notre esprit, plus la solitude se fait sentir, plus les interrogations deviennent source d’angoisse…

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