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Mercure est étonnamment dense, et cela est apparemment dû au fait qu’elle ait un noyau ferreux particulièrement important. L’atmosphère ténue de Mercure laisse à sa surface le témoignage de bombardements d’astéroïdes ayant eu lieu dans sa jeunesse.

Taille : 4878 km de diamètre
Masse : 330,2×10^21 kg
Distance au soleil : de 46 Millions de km (Périhélie) à 70 Millions de km (Aphélie)
Distance depuis la Terre : 90 Millions de km à 210 Millions de km
Température : Entre -175°C et 427°C
Temps pour l’atteindre : 6 ans
1 jour mercurien : 176 jours terrestres
1 année mercurienne : 88 jours terrestres
Missions vers Mercure : Mariner 10, Messenger, Bepicolombo
Surface : Paysage désolé fait de cratères et de fissures

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Vénus possède une atmosphère de dioxyde de carbone 90 fois plus épaisse que sur la Terre, ce qui provoque un remarquable effet de serre. Il en résulte une température extrême, la plus brûlante de toutes les planètes : il y règne une température d’environ 477°C !

Autre nom :  étoile du berger
Taille :  12104 km de diamètre
Masse :  4,867E24 kg (0,815 Masse terrestre)
Distance au Soleil :  de 107 Millions de km (Périhélie) à 109 Millions de km (Aphélie)
Caractéristique : Tourne sur elle-même dans le sens opposé des autres planètes
Température : 480°C au sol, de jour comme de nuit
Observation : Objet le plus lumineux après le Soleil et la Lune
1 jour vénusien : 243 jours terrestres
1 année vénusienne : 224 jours terrestres
Rotation de la couche nuageuse : 4 jours seulement

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La Terre est à ce jour la seule planète connue pour abriter en abondance de l’eau à l’état liquide et de la vie. C’est également la planète la plus connue de l’homme. Depuis des siècles elle est étudiée dans ses coins les plus reculés.

Taille : 12742 km de diamètre
Masse : 5,972E24 kg (5,97200 × 10^21 tonnes)
Distance au Soleil : 150 millions de km
Distance à la Lune : 384 400 km
Caractéristique : seule planète connue abritant la vie
Âge : 4,54 milliards d’années

# data[].attributes.body
En 2004, les astronomes dirigeant la mission « Mars Exploration Rover » de la NASA ont confirmé que de l’eau à l’état liquide exista jadis sur la surface de Mars !
Auparavant, les scientifiques avaient émis l’hypothèse de l’existence d’eau sur Mars en des temps reculés, en raison de l’état de sa surface qui ressemblait à de l’érosion, comme ce que l’on trouve sur Terre.

Aujourd’hui, l’atmosphère de dioxyde de carbone présente sur Mars est tellement fine que c’est une planète froide et sèche, avec des pôles d’eau gelée et de dioxyde de carbone. Mais il semble que de petits jets d’eau provenant de la croûte martienne continuent de remonter à la surface par endroits.

Taille : 6779 km de diamètre
Masse :  639e21 kg (6,39 × 10^20 tonnes)
Distance au Soleil : de 207 millions de km (Périhélie) à 250 millions de km (Aphélie)
Distance à la Terre: de 56 à 400 millions de km
Caractéristique : planète la plus étudiée après la Terre
Observation : visible à l’œil nu, couleur rouge
1 jour martien : Un peu plus d’un jour terrestre (24h 39 mn)
1 année martienne : 687 jours terrestres
Robots au sol : Opportunity (M.E.R) et Curiosity (M.S.L)

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Jupiter est la plus grosse planète de notre Système solaire. Son atmosphère d’hélium et d’hydrogène contient de gros nuages colorés, et son immense magnétosphère, ses anneaux et satellites en font à elle seule un véritable système planétaire. Une des plus grosses lunes de Jupiter, Io, possède des volcans qui font de sa surface la plus chaude de tout le système solaire. Au moins quatre des satellites de Jupiter possèdent une atmosphère, et au moins trois sont susceptibles de contenir de l’eau à l’état liquide ou partiellement gelée. Il se peut qu’Europe, un autre satellite de Jupiter, possède tout un océan d’eau liquide sous sa croûte glacée !
La lune Callisto est très éloignée de Jupiter, et semble particulièrement âgée. Quant à Ganymède, c'est le plus gros des satellites joviens : il est plus grand que la planète Mercure !

Taille : 142984 km de diamètre
Masse : 1.90 × 10^27 kg (318 Terres)
Distance au soleil : 778,5 millions de km
Distance depuis la Terre : 600 Millions de km
Température : -161°C
1 jour jovien : 10 heures
1 année jovienne : 12 ans terrestres
Missions vers Jupiter : Galileo, Juno
Surface : Gaz d’hydrogène et d’hélium

# data[].attributes.body
Saturne, la rivale de Jupiter, possède un système d’anneaux bien plus complexe et un nombre équivalent de satellites. Titan, l’un des satellites de Saturne, possède l’atmosphère la plus épaisse de tous les autres satellites du système solaire. Une autre lune de Saturne, Encelade, possède des geysers d’eau liquide. Quant à Uranus et Neptune, elles possèdent peu d’hydrogène en proportion de Jupiter et Saturne ; Uranus, qui possède également des anneaux, a la particularité d’avoir une rotation à 98° sur le plan de son orbite.

Place dans le système solaire : 6e planète
Taille : 116464 km de diamètre (2e plus grosse planète, 750 fois la taille de la Terre)
Masse : 5,683 × 10^26 kg
Distance au soleil : 1,429 milliard de km
Distance maximale depuis la Terre : 1 658 millions de km
Température : -180°C
1 jour sur Saturne : 10,6 heures.
Une année saturnienne : 29,5 ans
Surface : Gaz d’hydrogène et d’hélium

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Septième planète du système solaire, Uranus est une géante gazeuse bleue. On ne connait pas très bien la composition interne de cette planète, mais on est certain qu’elle est différente de celle de Jupiter et Saturne. Sa couleur bleue est due à une forte présence de méthane.

Place dans le système solaire : 7e planète
Taille : 50724 km de diamètre (3e plus grosse planète)
Masse : 8,681 0×1025 kg
Distance au soleil : 3 milliards de km
Distance maximale depuis la Terre : 3 157 millions de km
Température : −225 °C
1 jour sur Uranus : 17 heures.
Une année sur Uranus : 84 ans
Surface : gaz, roches en fusion et glaces

# data[].attributes.body
Elle est la dernière géante gazeuse de notre système solaire. Il n’est possible de l’observer qu’à l’aide d’un télescope. Les scientifiques pensent que sa composition interne est similaire à celle d’Uranus, de même que sa couleur bleue est due à la présence de méthane.

Place dans le système solaire : 8e planète
Taille : 49 244 km de diamètre
Masse : 1,024 × 10^26 kg
Distance au soleil : 4,498 milliards km
Distance maximale depuis la Terre : 4 687 millions de km
Température : −218 °C
1 jour sur Neptune : 16 heures.
Une année sur Neptune : 164,79 ans
Surface : gaz, roches en fusion et glaces

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⭐ LES COMÈTES : ASTRONOMIE POUR DÉBUTANTS

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Bruce McCandless II est le premier astronaute américain à réaliser une sortie extravéhiculaire libre.

Un astronaute est le membre de l'équipage d'un véhicule spatial. Les termes cosmonaute, taïkonaute ou spationaute sont couramment utilisés pour désigner les astronautes russes ou soviétiques, chinois ou français. Les cosmonautes étaient initialement choisis parmi les pilotes militaires. Les critères de recrutement ont évolué par la suite et, si une bonne condition physique est toujours nécessaire, l'accent est désormais mis sur une bonne santé mentale, la compétence technique ou scientifique selon le poste occupé et la capacité à s'exprimer dans les langues des principales nations spatiales ( anglais, russe). Voyager dans l'espace reste encore un privilège rare puisque, en 2021, après soixante ans d'activité spatiale, seules un peu plus de 600 personnes ont séjourné dans l' espace, en moyenne à deux reprises, dont une cinquantaine de femmes. Le premier homme cosmonaute est Youri Gagarine en 1961 et la première femme est Valentina Terechkova, deux ans plus tard, en 1963.

Les premiers vols spatiaux ont eu lieu durant la guerre froide opposant l' Union soviétique et les États-Unis. Les Soviétiques, premiers à envoyer des hommes dans l'espace, désignèrent tout d'abord leurs voyageurs comme des cosmonautes, mais dans le contexte de la guerre froide, les États-Unis lorsqu'ils envoyèrent leur premier homme dans l'espace quelques années plus tard, préférèrent le nommer différemment. Ce conflit larvé a eu des répercussions indirectes en imposant le recours à des appellations différentes pour désigner la même activité : " astronaute " américain contre " cosmonaute " soviétique (en cyrillique : космонавт). Par effet d'entraînement, des termes différents ont été utilisés par les journalistes pour distinguer les astronautes des principales nations spatiales sans grand souci de cohérence puisque les ressortissants de plusieurs dizaines de nations ont volé sans appellation bien précise avec un tel système de désignation et que d'autres ont été successivement cosmonaute et astronaute.

À ce propos, en 2008 l'auteur Frédéric Allinne posait la question :

" Comment appellera-t-on en français un astronaute suédois ? Ou un cosmonaute rwandais ? Nul ne sait. [...] Certains ont propagé l'idée qu'il faudrait employer des termes différents selon la nationalité de l'homme de l'espace : astronaute pour un citoyen des États-Unis, cosmonaute pour un Russe, spationaute pour un Européen et taïkonaute pour un Chinois. Ce serait le seul exemple dans toute la langue française d'un nom de métier adapté à la nationalité du professionnel ! Un danseur, un cuisinier ou un architecte ne changent pas de nom selon leur pays d'origine. Pas davantage dans le sport - haut lieu du chauvinisme, pourtant. En français journalistique, un patineur et un nageur restent un patineur et un nageur quelle que soit leur nationalité.

[...] Les professionnels francophones de l'information et leur public sont donc invités à renoncer à cette idée reçue absurde selon laquelle il faudrait employer des mots différents pour qualifier les cosmonautes ou astronautes des différents pays du monde. Cette lubie est d'autant plus sidérante que la navigation spatiale ne connaît ni frontières ni contours territoriaux d'aucune sorte. "

Les seize premiers astronautes de la NASA en 1963. Debout de gauche à droite : White, McDivitt, Young, See, Conrad, Borman, Armstrong, Stafford, Lovell. Assis de gauche à droite : Cooper, Grissom,Carpenter, Schirra, Glenn, Shepard, Slayton.

C'est le terme le plus ancien en français (1927) et souvent utilisé jusqu'à l'apparition du terme concurrent " cosmonaute " en 1961. Le nom " astronaute " associe les mots grecs ἄστρον / ástron qui signifie " étoile " et ναύτης / aeronaut ", un terme plus ancien désignant un voyageur aérien, appliqué pour la première fois en 1784 aux naútēs voulant dire " navigateur ". Ce mot pourrait avoir été inspiré par " aérostiers. L'écrivain américain Neil R. Jones, dans sa nouvelle The Death's Head Meteor publiée dans Wonder Stories en 1930, utilise le terme " astronaute " avec le sens qu'on lui donne aujourd'hui.

Le terme " astronaute " a été en fait inventé quelques années plus tôt par " En 1927, à la première réunion du comité, nous avions la chance d'avoir parmi nous le président de l' J.-H. Rosny aîné. L'adjectif " astronautique " est déjà utilisé dans le roman Les Navigateurs de l'infini publié en 1925. André Hirsch raconte dans une interview le déroulement de la première réunion du Comité pour la promotion des voyages dans l'espace : Académie Goncourt qui s'appelait J.-H. Rosny aîné. Robert Esnault-Pelterie avait proposé pour cette science nouvelle, qu'il fallait bien tout de même baptiser, le nom de " sidération " par parallèle avec l'aviation. Mais nous avons trouvé le titre un peu ridicule et, après avoir proposé le mot " cosmonautique ", J.-H. Rosny aîné a proposé le mot " astronautique " qui a été adopté à l'unanimité et qui, on peut le dire, a fait le tour du monde. Dans le monde entier, aujourd'hui, cette recherche, cette science nouvelle, s'appelle l' astronautique ".

Le mot lui-même était déjà connu auparavant ; par exemple, dans le livre de Percy Greg Across the Zodiac (1880), " astronaut " fait référence à un vaisseau spatial. Le poème The Astronaut d' Eric Frank Russell, paru dans le Bulletin of the British Interplanetary Society de novembre 1934, constitue quant à lui la première utilisation du terme " astronaute " dans une publication non romanesque

La première utilisation officielle connue du terme astronautique dans la communauté scientifique a été la création du Congrès international d'astronautique en 1950 et la fondation de la Fédération internationale d'astronautique l'année suivante. En anglais, la NASA choisit d'utiliser le mot pour la première fois en décembre 1958 alors qu'elle recrute les premiers candidats au voyage dans l'espace. L'agence applique le terme d'astronaute à tout membre d'équipage à bord d'un vaisseau spatial de la NASA destiné à l'orbite terrestre ou au-delà. La NASA utilise également le terme comme titre pour les personnes sélectionnées pour faire partie de son Corps des astronautes. L' Agence spatiale européenne utilise également le terme astronaute pour les membres de son Corps des astronautes. De plus, " astronaute " est le terme officiellement privilégié par l'administration française depuis 2017.

Les onze premiers cosmonautes soviétiques en 1965. Rang du haut, de gauche à droite : Leonov, Titov, Bykovski, Iegorov, Popovitch ; rang du bas : Komarov, Gagarine, Terechkova, Nikolaïev, Feoktistov, Beliaïev.

Le mot apparaît dès 1934, et il était d'usage courant durant les années 1960, y compris pour désigner les premiers astronautes américains. Il peut désigner n'importe quelle personne échappant à l'attraction terrestre pour voyager dans le cosmos, sans poser le pied sur un astre autre que la Terre.

Plus précisément, un cosmonaute est employé par l' Agence spatiale fédérale russe. Dans ce sens, il fut utilisé pour la première fois en français en 1961 pour désigner le pilote de l' armée de l'air soviétique, Youri Gagarine, qui a également été la première personne à aller dans l'espace. Il faisait partie des six premiers citoyens soviétiques, avec Guerman Titov, Ievgueni Khrounov, Andrian Nikolaïev, Pavel Popovitch et Grigori Nelioubov, qui ont reçu le titre de pilote-cosmonaute en janvier 1961,. Ce terme provient du russe космонавт, , issu des mots grecs ancien κόσμος / ναύτης / kósmos qui signifie " univers " et naútēs, signifiant " navigateur ". Les dictionnaires usuels et spécialisés associent souvent ce concept à l'ancien régime soviétique, compte tenu du fait que le premier cosmonaute a pris part à une mission spatiale effectuée à cette époque. Le terme cosmonaute peut également désigner, dans un contexte plus large, toute personne qui voyage à bord d'un vaisseau spatial, quel que soit le pays responsable de la mission impliquée.

Le terme космонавт a été inventé par le pionnier de l'aéronautique soviétique (ou " cosmonautique") Mikhaïl Tikhonravov,. Valentina Terechkova a été la première femme cosmonaute et la première et plus jeune femme à être allée dans l'espace lors d'une mission à bord du Vostok 6 en 1963. Le , lors de la mission Soyouz TM-21, Norman Thagard est devenu le premier Américain à se rendre dans l'espace à bord d'un lanceur russe, devenant ainsi le premier " cosmonaute américain ",,.

Il s'agit d'un mot issu du latin spatium - signifiant " espace " - et du grec nautes pour " navigateur ". Le terme est utilisé dans le cadre du programme Hermès proposé par le Centre national d'études spatiales et par la Cité de l'espace qui en fait usage dans le cadre de ses activités de " tourisme spatial " à Toulouse. Contrairement à une idée répandue, ce terme ne désigne pas de manière spécifique un astronaute français. Après avoir favorisé " spationaute ", l'administration française privilégie officiellement le terme " astronaute " depuis 2017. Au Canada, l' Office québécois de la langue française, reconnait " spationaute " comme synonyme d'" astronaute " et de " cosmonaute ", " astronaute " restant le terme le plus répandu. Une idée reçue veut que le terme s'applique aux astronautes européens de l'ESA, en référence à l'utilisation de la base de lancement française de Kourou, ce qui signifie, dans ce cas, que le terme serait proprement inapplicable dans la mesure où aucun vol habité ne part de Kourou. Tous les Européens de l'Ouest envoyés dans l'espace l'ont été via des lanceurs américains ou russes.

Les neuf premiers taïkonautes sur un timbre somalien de 2010. De haut en bas et de gauche à droite : Zhai, Yang, Wu, Chen, Nie, Liu, Li, Fei, Jing.

Taïkonaute

Ce terme est une francisation du chinois 太空人, tàikōngrén , qui signifie mot à mot " personne / navigateur de l'espace " (de tàikōng, " espace " ou " cosmos ", et rén, " personne "). C'est le nom parfois employé dans les médias pour désigner spécifiquement les voyageurs spatiaux chinois. Quant aux professionnels sinophones du secteur spatial, ils désignent leurs astronautes par le terme 宇航员, yǔhángyuán , signifiant littéralement " navigateur de l'univers " (de yǔ, " univers ", háng, " naviguer ", et yuán, " membre "). Tout ceci concourt à ne pas préconiser l'emploi du néologisme " taïkonaute ".

Vyomanaute

Le projet de l' Organisation indienne pour la recherche spatiale (ISRO) de lancer son vaisseau spatial avec équipage Gaganyaan au cours des années 2010 a suscité un débat public portant sur l'opportunité d'utiliser un autre terme que celui d'astronaute pour désigner cet équipage. Ce terme, du sanskrit व्योम, vyoma (" ciel "), désigne ainsi un astronaute travaillant à l'intérieur du programme spatial indien, mais la notion de gagannaute (du mot sanskrit गगन, gagan) peut également être utilisé,.

Au même titre que le terme " taïkonaute ", l'usage de ce néologisme est critiqué par certains linguistes, qui font valoir " l'absurdité de prétendre imposer à la langue française la surcharge inouïe de désigner une même activité professionnelle par un nom différent selon la nationalité de qui exerce la profession ou pratique l'activité ".

Autres appellations

Bien que seuls la Russie (et auparavant l'URSS), les États-Unis et la Chine n'ait lancé de vaisseau spatial avec équipage, plusieurs autres nations ont envoyé des personnes dans l'espace en coopération avec l'un de ces pays, par exemple dans le cadre du programme Intercosmos dirigé par l'Union soviétique. Inspirés en partie par ces missions, d'autres synonymes d'astronaute sont entrés dans l'usage occasionnel. Hormis l'expression de " spationaute ", le terme malais angkasawan (dérivé de signifiant " espace ") a été utilisé pour décrire les participants au programme Angkasawan (similaire à l' indonésien antariksawan). En Finlande, l'astronaute de la NASA Timothy Kopra, Américain d'origine finlandaise, a parfois été appelé sisunautti, du finnois . Enfin, dans les langues germaniques, le mot " astronaute " se traduit généralement par " voyageur de l'espace ", comme c'est le cas pour raumfahrer en allemand, ruimtevaarder en néerlandais, rymdfarare en suédois et en norvégien.

Youri Gagarine, premier homme dans l'espace.

Au début de l'ère spatiale dans les années 1960, les États-Unis comme l' Union soviétique vont chercher les candidats cosmonautes parmi les pilotes d' avions de chasse : ceux-ci sont habitués aux fortes accélérations qui caractérisent les premières missions, aux situations de stress et de désorientation spatiale. Ainsi les premiers astronautes américains, recrutés pour le programme Mercury, doivent être diplômés d'une université et d'une école de pilote d'essai, avoir une expérience du vol sur avion à réaction et plus de 1 500 heures de vol à leur actif, avoir moins de 40 ans, mesurer moins de 1,81 mètre et être en bonne condition physique. Les autorités soviétiques recrutent des pilotes plus jeunes car leurs vaisseaux spatiaux sont complètement automatisés et le rôle du cosmonaute est théoriquement limité à celui d'observateur. Youri Gagarine, qui effectue le premier vol dans l'espace, dispose de commandes manuelles qui sont verrouillées et il doit demander théoriquement un code au contrôle au sol pour pouvoir y accéder. Les premiers candidats soviétiques doivent avoir entre 25 et 30 ans et ne doivent pas mesurer plus de 1,70 à 1,75 mètre. La grande majorité des pilotes sont des militaires mais en mars 1966, Neil Armstrong, commandant de la mission Gemini 8, est le premier pilote d'essai civil à participer à un vol spatial.

Valentina Terechkova en compagnie de Valeri Bykovski (juin 1963, Agence Novosti).

En 1961, alors que les Américains travaillent au projet Mercury et que les médias célèbrent le tout premier groupe d'astronautes du monde, la NASA envisage un moment que des femmes soient envoyées dans l'espace. Des tests physiologiques sont effectués sur treize femmes, toutes des pilotes. Ce contingent prendra plus tard le nom Mercury 13 mais ne donnera finalement pas lieu à la création d'un groupe d'astronautes à proprement parler. En 1962, pour maintenir leur avance sur les Américains, les Soviétiques sélectionnent cinq femmes, toutes civiles et pratiquantes du parachutisme ou du vol aérien. L'année suivante, Valentina Terechkova devient la première femme cosmonaute à bord de Vostok 6, en vol groupé avec Vostok 5, piloté par Valeri Bykovski. Cette ouverture aux femmes n'aura cependant pas de suite immédiate : un vol comprenant deux femmes est envisagé en 1966 mais, après la mort de Sergueï Korolev, fondateur du programme spatial russe, restera finalement sans suite. En 1977, dans le cadre de la préparation du projet de navette spatiale, la NASA sélectionne 35 astronautes : six femmes en font partie. Il faudra finalement attendre 1982, soit dix-neuf ans après le vol de Terechkova, pour qu'une autre Soviétique vole à nouveau dans l'espace, Svetlana Savitskaïa, coiffant à nouveau les Américains sur le poteau puisque ce n'est qu'en 1983 que Sally Ride est mise sur orbite.

Harrison Schmitt, premier scientifique américain dans l'espace et premier scientifique sur la Lune (crédit NASA, 1972).

Chez les Soviétiques comme chez les Américains, le métier de cosmonaute est uniquement réservé aux pilotes, qu'ils soient militaires ou civils. Mais au tout début des années 1960, alors qu'ils viennent d'envoyer leurs premiers ressortissants dans l'espace, les premières critiques des vols habités émergent : à quoi bon envoyer des hommes dans l'espace ? En 1964, deux scientifiques, Boris Iegorov (médecin) et Konstantin Feoktistov (ingénieur), accompagnent le pilote Komarov pour un vol d'une journée à bord du vol Voskhod 1. C'est la première fois qu'un vaisseau envoie plus d'un homme sur orbite. Mais il s'avèrera par la suite que cette expérience aura été purement médiatique, au mépris total des conditions de sécurité : pour gagner de la place et du poids, les trois hommes partent en effet sans scaphandre ni système de sauvetage de la cabine en cas d'incident. L'événement suscite en tout cas la réaction des Américains, lesquels, dès l'année suivante, procèdent au recrutement d'un premier contingent de six astronautes totalement scientifiques, réduit à cinq peu après avec la démission de l'un d'entre eux.

De janvier 1969 ( Soyouz 5) à juin 1971 ( Soyouz 11), les Soviétiques poursuivent l'envoi de scientifiques dans l'espace sans scaphandres et c'est finalement en 1972, avec la toute dernière mission du programme Apollo, Apollo 17, que les Américains envoient leur premier scientifique non seulement dans l'espace mais sur la Lune : le géologue Harrison Schmitt (photo) effectue un séjour de trois journées entières dans la vallée Taurus Littrow. L'année suivante, les Américains envoient un médecin et deux physiciens à bord de leur première station spatiale : Skylab. À partir de 1975, les Soviétiques poursuivent l'envoi de scientifiques à bord des stations Saliout puis Mir. Mais le véritable départ des scientifiques dans l'espace est inauguré au milieu des années 1980 avec la navette spatiale américaine, qui peut emporter jusqu'à sept membres d'équipage, dont seulement deux sont chargés du pilotage, les autres étant des spécialistes de mission, dont le rôle requiert des compétences spécifiquement techniques et/ou scientifiques. La première sélection d'astronautes de la navette, en 1978, comprend, à côté de quinze pilotes, vingt spécialistes de missions (militaires ou civils).

Les différences nationales dans les critères de recrutement tendent aujourd'hui à s'effacer car les missions se déroulent de manière majoritaire dans le cadre de programmes internationaux. Le recrutement est réalisé par les agences spatiales qui sont généralement très exigeantes dans leur sélection car elles n'ont pas droit à l'erreur et la formation d'un astronaute est très coûteuse. Il faut aujourd'hui plusieurs années de formation avant qu'un candidat astronaute soit opérationnel. L'astronaute va effectuer quelques missions au cours d'une carrière qui peut durer plus de 20 ans. La défaillance d'un astronaute en cours de mission peut théoriquement coûter plusieurs centaines de millions d'euros. Un astronaute doit être à la fois très polyvalent, avoir un niveau de formation supérieur, être physiquement en bonne forme, maitriser plusieurs langues, être stable et ouvert sur le plan psychologique, accepter des déplacements très longs et fréquents.

Les connaissances techniques et scientifiques constituent aujourd'hui le premier critère de recrutement car les tâches auxquelles sont confrontés les cosmonautes sont de plus en plus complexes et nécessitent une bonne culture générale technique et souvent scientifique. Il doit intervenir sur de nombreux systèmes et, pour la Station spatiale internationale, consacre une grande partie de son temps de travail à des expériences scientifiques. La maitrise des ordinateurs est un plus. Ces connaissances ne doivent pas être seulement théoriques mais doivent avoir été mises en pratique dans un cadre professionnel antérieur à la candidature. Les ingénieurs en vol et les pilotes d'essai sont toujours des profils très recherchés même si ce dernier métier a perdu l'exclusivité qu'il détenait au début de la conquête spatiale aux États-Unis. La connaissance de plusieurs langues est requise. L'anglais et le russe doivent être maitrisés pour toutes les missions à bord de la station spatiale internationale. Les critères de recrutement des cosmonautes chinois, qui accomplissent des missions dans un contexte purement national, sont différents.

La centrifugeuse de la Cité des étoiles à Moscou.

Les missions spatiales nécessitent une bonne condition physique car elles sont de longue durée (généralement six mois dans la station spatiale internationale). Durant le séjour dans l'espace le corps est soumis à des moments de stress ou peut être sollicité fortement. Une sortie extravéhiculaire nécessite un effort physique intense. Lors du lancement ou au moment du retour sur Terre, l'équipage peut être soumis à des accélérations très violentes pouvant monter à plus de 10 g lorsque le vol ne se déroule pas de manière nominale : lancement avorté ou retour sur Terre selon un profil balistique. Jusqu'il y a quelques années il fallait être ni trop petit ni trop grand pour s'installer dans la cabine relativement exiguë des vaisseaux spatiaux. Ainsi en 2002 une nouvelle version du vaisseau Soyouz a été mise en service pour permettre d'embarquer les astronautes de la NASA (la navette spatiale américaine imposait moins de contraintes et les Américains comprenaient un grand nombre de femmes) : la taille minimale passe de , la taille maximale de tandis que la masse autorisée est désormais comprise entre (auparavant ).

John Glenn s'entraîne dans un simulateur de la capsule Mercury.

Les critères psychologiques sont également très importants car les astronautes doivent pouvoir vivre et travailler ensemble dans un espace très confiné tout en étant soumis potentiellement à des moments de stress intenses qui nécessitent de conserver toute sa lucidité. Les séjours dans la station spatiale internationale durent normalement six mois au cours desquels un équipage de 6 personnes doit cohabiter dans l'équivalent d'un quatre/cinq pièces. Un équipage de trois personnes du vaisseau Soyouz doit séjourner plusieurs jours dans un espace vital d'une dizaine de mètres cubes. Le caractère multiculturel des équipages des missions de la station spatiale contribue à multiplier les incompréhensions et donc à accroitre les tensions. Malgré une sélection sévère prenant en compte le profil psychologique des candidats, plusieurs missions ont été gravement affectées par les tensions au sein de l'équipage (comme plusieurs missions du programme Shuttle-Mir) ou entre l'équipage et le contrôle au sol (par exemple Apollo 7).

Pour pouvoir effectuer son travail durant les missions longues, un astronaute doit être parfaitement équilibré, d'humeur égale en temps de crise, ouvert aux autres. Il doit pouvoir rapidement s'adapter à des situations changeantes et avoir une grande maturité de jugement. Dans le cadre des missions actuelles, il doit accepter de séjourner loin de son domicile et de son entourage durant de longues périodes que ce soit en période d'entraînement ou dans le cadre des missions. Enfin les astronautes jouent souvent un rôle de porte-parole qui nécessite qu'ils soient à l'aise en public.

Un cosmonaute passe la majeure partie de sa vie professionnelle à se former en vue de sa mission. Il lui est dispensé un enseignement générique et, une fois qu'il a été affecté à une mission, un entraînement spécifique à celle-ci.

Les sept premiers astronautes américains, les Mercury Seven, au cours d'un stage de survie dans le désert en 1960.

Le futur cosmonaute doit d'abord maitriser les connaissances de base dans des domaines qui touchent à l' astronautique : aérodynamique, technique du vol spatial, électrotechnique, propulsion, mécanique spatiale, matériaux et structures.

La formation peut également porter sur des disciplines scientifiques souvent mises en œuvre au cours des missions telles que la recherche en impesanteur dans les domaines de la biologie, la physiologie et la science des matériaux, l'observation de la Terre, l' astronomie... Les pilotes qui doivent utiliser leur connaissance dans le cadre du vol spatial continuent à s'entraîner au pilotage : la NASA dispose d'une flotte d'avions à réaction à l'usage exclusif de ses astronautes. Les candidats apprennent les caractéristiques détaillées des systèmes qui composent les vaisseaux qu'ils devront probablement utiliser ou la station spatiale. Cela comprend le système de guidage et de navigation, le contrôle thermique, la génération électrique, le système de support de vie, les systèmes robotiques ainsi que les systèmes associés à l'activité extravéhiculaire et aux charges utiles. Après cette formation théorique, vient une formation pratique qui est généralement effectuée sur des maquettes. Le cycle de formation sur un engin aussi complexe que la station spatiale internationale dure une année entière.

Les cosmonautes sont également entraînés physiquement. Ils doivent maitriser les techniques de plongée sous-marine qui leur seront nécessaires pour les entraînements en piscine destinées à répéter les tâches à exécuter notamment lors des sorties extravéhiculaires. Les stages de survie en pleine nature (désert, montagne, marais) doivent leur donner les compétences nécessaires pour survivre si leur vaisseau atterrit en dehors du périmètre prévu. Ils s'habituent aux accélérations importantes dans des centrifugeuses et effectuent de courts vols en apesanteur à bord d'avions effectuant des vols paraboliques.

Entrainement en piscine de l'équipage chargé de réparer le télescope Hubble (1993).

Une fois le cosmonaute affecté à une mission, il doit apprendre tout ce qui lui est nécessaire pour réaliser les tâches qui lui seront affectées. Tous les membres de l'équipage et leurs doublures suivent ensemble cette formation : ils doivent apprendre à se connaitre et à travailler ensemble tout à la fois pour atteindre l'efficacité maximale et cohabiter en harmonie. Cette phase de l'entraînement dure dix-huit mois pour les missions à destination de la station spatiale internationale.

Le nombre de personnes ayant effectué un vol dans l'espace est très limité puisque, en juillet 2015, on comptait 543 personnes ayant participé à une mission spatiale (plus 3 ayant fait un vol extra-atmosphérique) dont 12 ont marché sur Lune entre 1969 et 1972. Depuis 2021, plusieurs vols de sociétés privés ont amené des particuliers sans entraînement particulier en orbite, les agences spatiales spéculent pour savoir si la qualification d'astronautes pour le tourisme spatial doit être utilisée. Entre 2004 et 2021, la FAA américaine désignent ces personnes comme " astronautes spatiaux commerciaux ".

En date de fin juin 2012, le nombre de participants est 525 personnes dont 56 femmes (45 Américaines). À cette date, si on écarte les Soviétiques/ Russes et les Américains, les ressortissants de 35 nations ont volé à bord soit de la navette spatiale américaine, soit de la station spatiale internationale, soit de la station spatiale Mir soit d'un vaisseau Soyouz. Les plus nombreux sont les Allemands et les Français (10 ressortissants de chacun de ces pays), suivis par les Canadiens et les Japonais (9 ressortissants de chacun de ces pays). Fin 2011, le corps des astronautes actifs comptait 182 personnes dont une centaine d'Américains et une quarantaine de Russes. Le programme Shenzhou chinois a, en date de mars 2017, envoyé 11 Chinois dans l'espace depuis 2003.

En date de décembre 2021, depuis sa première sélection en 1959, la NASA a recruté 360 astronautes. À ce jour, 44 d'entre eux sont encore actifs auxquels, il faut ajouter 10 apprentis astronautes.

Lorsqu'ils sont en mission dans l'espace, les astronautes partagent leur temps entre les travaux de maintenance de leur lieu de séjour, les expériences scientifiques, l'entretien physique (pour les séjours de longue durée) et, lorsqu'ils sont à bord de vaisseaux en déplacement, la préparation et l'exécution des manœuvres. Les journées sont très chargées pour compenser le coût des missions : la semaine de travail d'un membre d'équipage de la station spatiale internationale dure 55 heures et seul le dimanche est libre. Les sorties extravéhiculaires dans l'espace, dangereuses et nécessitant un long temps de préparation, sont rares (dans la station spatiale internationale il n'y a eu que cinq sorties en 2012) et ne sont effectuées que pour réaliser des travaux d'assemblage ou de réparation. Seuls les astronautes ayant suivi un long entraînement sur Terre sont autorisés à effectuer une sortie qui se fait par paire pour qu'un des deux équipiers puisse porter secours à l'autre en cas de défaillance du matériel.

Le corps des astronautes subit de nombreux effets au cours de leur séjour. Au début, ils subissent souvent le mal de l'espace, qui est assimilable au mal des transports, mais celui-ci disparaît au bout de quelques jours. Durant les séjours longs à bord des stations spatiales (ceux-ci durent généralement six mois), le corps en impesanteur subit à la fois une atrophie musculaire et une décalcification des os. Il n'existe aucun remède à ces problèmes qui ne peuvent être atténués que par la pratique intensive d'exercices sur des tapis roulants et des cycloergomètres (au minimum deux heures par jour).

L'équipage consomme à bord des vaisseaux et des stations spatiales des aliments lyophilisés agrémentés de quelques légumes ou fruits lorsque le ravitaillement est récent. Même dans la station spatiale internationale qui dispose d'un volume d'espace sans précédent et bénéficie des mises au point effectuées dans les engins qui l'ont précédée ( Skylab, Saliout, Mir), les toilettes sont rudimentaires et l'eau contingentée. Les loisirs sont souvent occupés à observer la Terre à travers les hublots ou coupole. Lorsqu'il doit dormir, l'astronaute se glisse généralement dans un sac de couchage qui est fixé sur une cloison pour éviter toute dérive dans le sommeil. Le brassage de l'air par des ventilateurs empêche l'accumulation de gaz carbonique devant la tête du dormeur qui lui serait fatale.

1. Ainsi, Jean-Michel Charlier appelle " cosmonautes " les premiers voyageurs de l'espace américains, dans la série Buck Danny, au début des années 1960.

2. La NASA indique qu'il faut deux à trois années pour former un candidat.

3. Sur les six nouveaux astronautes recrutés par l'Agence spatiale européenne en 2010 deux sont pilotes et deux autres pilotes d'essai.

4. James Irwin de la mission Apollo 15 a un petit accident cardiaque alors qu'il est sur la Lune, sans conséquence grâce à la faible gravité et à l'atmosphère composée uniquement d'oxygène.

Droit français : arrêté du 20 février 1995 relatif à la terminologie des sciences et techniques spatiales.

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Un astronaute est le membre de l'équipage d'un véhicule spatial. Les termes cosmonaute, taïkonaute ou spationaute sont couramment utilisés pour désigner les astronautes russes ou soviétiques, chinois ou français. Les cosmonautes étaient initialement choisis parmi les pilotes militaires.

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L' astronomie est la science de l' observation des astres, cherchant à expliquer leur origine, leur évolution, ainsi que leurs propriétés physiques et chimiques.

Le terme astronomie vient du grec ἀστρονομία / astronomía (de ἄστρον / νόμος / ástron, " astre, étoile ", et nómos, " loi ") : la loi des astres.

Avec plus de 5 000 ans d'histoire, les origines de l'astronomie remontent au-delà de l' Antiquité dans les pratiques religieuses préhistoriques. L'astronomie est l'une des rares sciences où les amateurs jouent encore un rôle actif. Elle est pratiquée à titre de loisir par un large public d' astronomes amateurs.

L'astronomie est considérée comme la plus ancienne des sciences. L' archéologie révèle en effet que certaines civilisations de l' Âge du bronze, et peut-être du Néolithique, avaient déjà des connaissances en astronomie. Elles avaient compris le caractère périodique des équinoxes et sans doute leur relation avec le cycle des saisons, elles savaient également reconnaître certaines constellations. L'astronomie moderne doit son développement à celui des mathématiques depuis l' Antiquité grecque et à l'invention d' instruments d'observation à la fin du Moyen Âge. Si l'astronomie est pratiquée pendant plusieurs siècles parallèlement à l' astrologie, le siècle des Lumières et la redécouverte de la pensée grecque voient naître la distinction entre la raison et la foi, si bien que l'astrologie n'est plus pratiquée par les astronomes.

Stonehenge.

Au Néolithique, tous les grands cercles mégalithiques sont en fait des observatoires astronomiques. Les plus connus sont Nabta Playa, vieux de 6 000 à 6 500 ans, et Stonehenge ( Wiltshire, Angleterre), 1 000 ans plus tard. Flammarion, qui le comprit l'un des premiers, parlera au sujet des cercles mégalithiques de " monuments à vocation astronomique " et d'" observatoires de pierre ".

Les systèmes les mieux connus sinon les plus développés sont :

Toutes les observations se faisaient à l'œil nu puisque les Anciens étaient aidés dans cette tâche par l'absence de pollution industrielle et surtout lumineuse. C'est pour cette raison que la plupart des observations à l'antique seraient impossibles aujourd'hui. Les dessins de la Grotte de Lascaux sont en étude, on a pensé que les dessins servaient d'emplacements de constellations.

Ces observations, parfois relativement simples en apparence (simple dessin de quatre ou cinq astres), supposent déjà une haute avancée dans la civilisation, à savoir l'existence d'un ensemble regroupant au minimum :

Sans ces préalables, il ne saurait exister d' observation astronomique enregistrable.

Durant des millénaires, l'astronomie est couramment associée à l' astrologie, qui en est d'ailleurs souvent le primum movens . La séparation entre ces deux sciences n'interviendra qu'au siècle des Lumières pour se perpétuer de nos jours.

L'invention de l'astronomie remonte aux Chaldéens. À ses débuts, l'astronomie consiste simplement en l'observation et en la prédiction du mouvement des objets célestes visibles à l' œil nu. Ces différentes civilisations ont légué de nombreux apports et découvertes.

En Mésopotamie, l'astronomie voit apparaître ses premiers fondements mathématiques. Le repérage des trajets des astres errants se fait d'abord sur trois voies parallèles à l' équateur. Ensuite, après les premières observations systématiques de la fin du millénaire (vers -1200), les trajets du Soleil et de la Lune sont mieux connus. Vers le siècle av. J.-C. apparaît la notion d' écliptique. Plus tard, une première forme de zodiaque à douze parties égales commence à se dessiner dans le temps mais pas encore dans l'espace.

Vers le milieu du millénaire on voit ainsi cohabiter un repérage en douze signes très pratiques pour les calculs de position des astres, et un repérage en constellations utilisé pour les interprétations de la divination astrale. On détermine seulement vers ce moment-là les périodes des cycles des planètes. Apparaît aussi le découpage en 360° de l' écliptique. L'astronomie mésopotamienne est différenciée en général de l'astronomie grecque par son caractère arithmétique : elle est empirique. On ne cherche pas les causes des mouvements, on ne crée donc pas de modèles pour en rendre compte, les phénomènes ne sont pas perçus comme des apparences résultant d'un cosmos représentable géométriquement.

Les astronomes mésopotamiens ont cependant le grand mérite d'avoir consigné soigneusement de nombreuses observations dès le siècle au moins. Ces observations seront très utiles aux astronomes grecs.

Socrate considère l'astronomie comme futile,, au contraire de l' Athènes antique : les anciens Grecs, dont Ératosthène, Eudoxe de Cnide, Apollonios, Hipparque et Ptolémée, construisent progressivement une théorie géocentrique très élaborée. Aristarque de Samos formule les bases d'une théorie héliocentrique. En ce qui concerne le Système solaire, grâce à la théorie des épicycles et à l'élaboration de tables fondées sur cette théorie, il est possible, dès l' époque alexandrine, de calculer de manière assez précise les mouvements des astres, y compris les éclipses lunaires et solaires. Concernant l'astronomie stellaire, ils apportent d'importantes contributions, notamment la définition du système de magnitude. L' de Ptolémée contient déjà une liste de quarante-huit constellations et 1 022 étoiles.

Jonitus, les débuts de l'astronomie (1343-1348).

Sur les sciences et l'éducation en général au Moyen Âge :

L' astronomie indienne aurait culminé vers 500, avec l'Āryabhaṭīya, qui présente un système mathématique quasi- copernicien, dans lequel la Terre tourne sur son axe. Ce modèle considère le mouvement des planètes par rapport au Soleil.

Pour s'orienter sur mer mais aussi dans le désert, les civilisations arabo-persanes ont besoin de données très précises. Dérivée des astronomies indienne et grecque, l' astronomie islamique culminera vers le siècle.

Boèce est le fondateur dès le siècle du quadrivium, qui inclut l' arithmétique, la géométrie, la musique et l'astronomie.

Après les invasions barbares, l'astronomie se développe relativement peu en Occident.

Elle est par contre florissante dans le monde musulman à partir du siècle. L'astronome persan al-Farghani (805-880) écrit beaucoup sur le mouvement des corps célestes ; il effectue une série d'observations qui lui permettent de calculer l' obliquité de l'écliptique. Al-Kindi (801-873), philosophe et scientifique encyclopédique, écrit 16 ouvrages d'astronomie. Al-Battani (855-923) est astronome et mathématicien. Al-Hasib Al Misri (850-930) est mathématicien égyptien. Al-Razi (864-930) est scientifique persan. Enfin, Al-Fârâbî (872-950) est un grand philosophe et scientifique iranien.

À la fin du siècle, un grand observatoire est construit près de Téhéran par l'astronome perse al-Khujandi.

La philosophie ( Platon et Aristote) fait partie intégrante, avec l'ensemble des autres sciences ( médecine, géographie, mécanique, etc.) de ce grand mouvement de renaissance appelé Âge d'or de l'Islam.

Saint Bède le Vénérable, au siècle, développe en Occident les arts libéraux ( trivium et quadrivium). Il établit les règles du comput pour le calcul des fêtes mobiles et pour le calcul du temps, qui nécessitent des éléments d'astronomie.

D'autres éléments sont introduits en Occident par l'intermédiaire de Gerbert d'Aurillac (Sylvestre II) un peu avant l' an mille, avec la philosophie d'Aristote. Il est difficile de savoir exactement quels astronomes musulmans sont alors connus de Gerbert d'Aurillac.

L'œuvre d' Al-Farghani est traduite en latin au siècle, en même temps que bien d'autres traités arabes et que la philosophie d'Aristote.

Dans le monde musulman, on peut citer :

en Perse, Omar Khayyam (1048-1131), qui compile une série de tables astronomiques et réforme le calendrier ;

Ibn al-Haytham (965-1039), mathématicien et physicien arabe ;

Al-Biruni, (973-1048), mathématicien, astronome, encyclopédiste, etc. ;

Nasir ad-Din at-Tusi (1201-1274), philosophe, mathématicien, astronome et théologien perse (considéré comme l'un des fondateurs de la trigonométrie) ;

Al-Kashi (1380-1429), en Iran et Ouzbékistan actuels ;

Al-Maghribi ;

Abd al-Rahman al-Soufi.

L'astronomie dans le monde arabe a connu une période florissante pendant le Bas Moyen Âge, et les astronomes arabes ont apporté des contributions significatives à l'histoire de l'astronomie

Au cours de l'âge d'or de l'islam, l'astronomie était une discipline très développée dans le monde arabe. Les savants arabes ont non seulement traduit et préservé les connaissances astronomiques grecques, mais ont également effectué leurs propres recherches et observations. Les astronomes arabes ont ainsi développé de nouveaux instruments et méthodes pour l'observation du ciel.

Parmi les plus célèbres astronomes arabes figurent Al-Khwarizmi, Al-Farghani et Ibn al-Haytham, également connu sous le nom d'Alhazen. Al-Khwarizmi a contribué à la cartographie stellaire et a développé des tables astronomiques précises, tandis qu'Al-Farghani a travaillé sur la mesure de la circonférence de la terre et la précession des équinoxes. Alhazen, quant à lui, a étudié la réfraction de la lumière et a proposé la première théorie sur la vision.

Les contributions des astronomes arabes ont eu un impact important sur l'astronomie européenne, en particulier pendant la Renaissance, lorsque les savants européens ont découvert et traduit les œuvres des astronomes arabes. L'astronomie arabe a également influencé les mathématiques et la philosophie, et a joué un rôle important dans la diffusion des connaissances scientifiques entre l'Est et l'Ouest.

Aujourd'hui, les astronomes arabes continuent de faire des contributions significatives à la science. Par exemple, les astronomes de l'Observatoire du Golfe à Abou Dhabi ont découvert des exoplanètes en utilisant des méthodes de détection innovantes, tandis que l'Observatoire d'Al-Sharjah en Égypte a étudié la lumière des étoiles pour comprendre leur composition et leur histoire.

Malheureusement, l'importance de l'astronomie dans le monde arabe a diminué après le siècle en raison de facteurs tels que les conflits politiques, la colonisation et le manque d'investissement dans la recherche scientifique. Cependant, il y a eu un renouveau récent de l'intérêt pour l'astronomie dans certains pays arabes, avec des initiatives pour construire de nouveaux observatoires et encourager la recherche scientifique.

En fin de compte, l'astronomie arabe a eu un impact durable sur la science et la culture du monde entier. Les contributions des astronomes arabes ont permis de préserver et de développer les connaissances scientifiques et ont ouvert la voie à de nouvelles découvertes dans l'astronomie et d'autres domaines de la science.

Dessin d'un astronome chinois en 1675.

Isaac Newton.

Pendant la Renaissance, Copernic propose un modèle héliocentrique du Système solaire ayant de nombreux points communs avec la thèse de Nasir ad-Din at-Tusi, avec le De revolutionibus publié en 1543 après sa mort.

Près d'un siècle plus tard, cette idée est défendue, étendue et corrigée par Galilée et Kepler. Galilée imagine une lunette astronomique, en s'inspirant des travaux du hollandais Hans Lippershey (dont la lunette ne grossissait que trois fois et déformait les objets), pour améliorer ses observations. S'appuyant sur des relevés d'observation très précis faits par le grand astronome Tycho Brahe, Kepler est le premier à imaginer un système de lois régissant les détails du mouvement des planètes autour du Soleil, mais n'est pas capable de formuler une théorie allant au-delà de la simple description présentée dans ses lois.

C'est Isaac Newton qui, en formulant la loi de l'attraction des corps (la loi de la gravitation) associée à ses lois du mouvement permet finalement de donner une explication théorique au mouvement des planètes. Il invente aussi le télescope réflecteur, qui améliore les observations.

On découvre que les étoiles sont des objets très lointains : l'étoile la plus proche du Système solaire, Proxima du Centaure, est à plus de quatre années-lumière.

Avec l'introduction de la spectroscopie, on montre qu'elles sont similaires au Soleil, mais dans une grande gamme de températures, de masses et de tailles. L'existence de notre galaxie, la Voie lactée, en tant qu'ensemble distinct d'étoiles, n'est prouvée qu'au début du siècle du fait de l'existence d'autres galaxies.

Peu après, on découvre l' expansion de l'Univers, conséquence de la loi de Hubble établissant une relation entre la vitesse d'éloignement des autres galaxies par rapport au Système solaire et leur distance.

La cosmologie fait de grands progrès durant le siècle, notamment avec la théorie du Big Bang, largement supportée par l'astronomie et la physique, comme le rayonnement thermique cosmologique (ou rayonnement fossile), et les différentes théories de nucléosynthèse expliquant l'abondance des éléments chimiques et de leurs isotopes.

Dans les dernières décennies du siècle, l'apparition des radiotélescopes, de la radioastronomie et des moyens de traitement informatique autorise de nouveaux types d' expérimentations sur les corps célestes éloignés, par analyse spectroscopique des raies d'émission émises par les atomes et leurs différents isotopes lors des sauts quantiques, et transmis à travers l' espace par les ondes électromagnétiques.

L' UNESCO décrète 2009 comme étant l' Année mondiale de l'astronomie.

Matières de l'astronomie

Observations astronomiques et gravimétriques faites sur l'île de Cayenne en Guyane française) par l'astronome français Jean Richer, d'après une gravure de Sébastien Leclerc.

À son début, durant l' Antiquité, l'astronomie consiste principalement en l' astrométrie, c'est-à-dire la mesure de la position dans le ciel des étoiles et des planètes.

Plus tard, des travaux de Kepler et de Newton naît la mécanique céleste qui permet la prévision mathématique des mouvements des corps célestes sous l'action de la gravitation, en particulier les objets du Système solaire. La plus grande partie du travail dans ces deux disciplines (l'astrométrie et la mécanique céleste), auparavant effectué à la main, est maintenant fortement automatisée grâce aux ordinateurs et aux capteurs CCD, au point que maintenant elles sont rarement considérées comme des disciplines distinctes. Dorénavant, le mouvement et la position des objets peuvent être rapidement connus, si bien que l'astronomie moderne est beaucoup plus concernée par l'observation et la compréhension de la nature physique des objets célestes.

Depuis le siècle, l'astronomie professionnelle a tendance à se séparer en deux disciplines : astronomie d'observation et astrophysique théorique. Bien que la plupart des astronomes utilisent les deux dans leurs recherches, du fait des différents talents nécessaires, les astronomes professionnels tendent à se spécialiser dans l'un ou l'autre de ces domaines. L'astronomie d'observation est concernée principalement par l'acquisition de données, ce qui comprend la construction et la maintenance des instruments et le traitement des résultats. L'astrophysique théorique s'intéresse à la recherche des implications observationnelles de différents modèles, c'est-à-dire qu'elle cherche à comprendre et à prédire les phénomènes observés.

L'astrophysique est la branche de l'astronomie qui détermine les phénomènes physiques déduits par l'observation des astres. Actuellement, les astronomes ont tous une formation poussée en astrophysique et leurs observations sont presque toujours étudiées dans un contexte astrophysique. En revanche, il existe un certain nombre de chercheurs et chercheuses qui étudient exclusivement l' astrophysique. Le travail des astrophysiciens est d'analyser des données d'observations astronomiques et d'en déduire des phénomènes physiques.

Les domaines d'études de l'astronomie sont aussi classés en deux autres catégories :

L' étoile la plus étudiée est le Soleil, une petite étoile typique de la séquence principale de type spectral G2V et vieille d'environ 4,6 milliards d'années. Le Soleil n'est pas considéré comme une étoile variable, mais il subit des changements périodiques de son activité, ce qui peut être vu grâce aux taches solaires. Ce cycle solaire de fluctuation du nombre de taches dure 11 ans. Les taches solaires sont des régions plus froides que la normale qui sont associées à une activité magnétique intense.

La luminosité du Soleil a régulièrement augmenté au cours de sa vie. Aujourd'hui, il est en effet 40 % plus brillant qu'au moment où il est devenu une étoile de la séquence principale. Le Soleil a également subi des changements périodiques de luminosité ayant eu un impact significatif sur la Terre. Par exemple, on soupçonne le minimum de Maunder d'être la cause du petit âge glaciaire survenu durant le Moyen Âge.

Au centre du Soleil se trouve le cœur, une zone où la température et la pression sont suffisantes pour permettre la fusion nucléaire. Au-dessus du noyau se trouve la zone de radiations, où le plasma transporte les flux d'énergie au moyen de radiations. La couche recouvrant la zone de radiations forme la zone de convection où l'énergie est conduite vers la photosphère grâce à la convection, autrement dit, les déplacements physiques du gaz. On croit que cette zone de convection est à l'origine de l'activité magnétique qui génère les taches.

La surface extérieure du Soleil est appelée photosphère. Juste au-dessus de cette couche se trouve une mince région appelée chromosphère. Enfin se trouve la couronne solaire.

Le vent solaire, un flux de plasma constitué essentiellement de particules chargées, " souffle " constamment à partir du Soleil jusqu'à l' héliopause. Il interagit avec la magnétosphère terrestre pour créer les ceintures de Van Allen. Les aurores polaires sont également une conséquence de ce vent solaire.

Représentation partielle du Système solaire (échelles non respectées).

Ce domaine de la planétologie s'intéresse à l'ensemble des planètes, des lunes, des planètes naines, des comètes, des astéroïdes, et des autres corps orbitant autour du soleil ; ainsi qu'aux exoplanètes. Le Système solaire a été relativement bien étudié, d'abord à l'aide de télescopes puis aux moyens de sondes. Cela a fourni une bonne compréhension globale de la formation et de l'évolution de ce système planétaire, bien qu'un grand nombre de découvertes soient encore à accomplir.

Le Système solaire est subdivisé en cinq parties : le Soleil, les planètes internes, la ceinture d'astéroïdes, les planètes externes et le nuage d'Oort. Les planètes internes sont toutes telluriques, il s'agit de Mercure, Vénus, la Terre, et Mars. Les planètes externes, des géantes gazeuses, sont Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Derrière Neptune se trouve la ceinture de Kuiper, et finalement, le nuage d'Oort, qui s'étend probablement sur une année-lumière.

Les planètes ont été formées par un disque protoplanétaire qui entourait le Soleil lorsqu'il venait de se former. Grâce à un processus combinant attraction gravitationnelle, collision, et accrétion, le disque forma des amalgames de matières qui allaient devenir, avec le temps, des protoplanètes. À ce moment-là, la pression de radiation du vent solaire a expulsé la majorité de la matière qui ne s'était pas assemblée, et seules les planètes munies d'une masse suffisante purent retenir leur atmosphère gazeuse. Les planètes ont continué d'éjecter la matière restante durant une période d'intense bombardement météoritique, comme en témoignent les nombreux cratères trouvés, entre autres, sur la Lune. Durant cette période, quelques protoplanètes ont pu entrer en collision, et selon l' hypothèse majeure, c'est ainsi que la Lune fut formée.

Une fois qu'une planète atteint une masse suffisante, les matériaux de différentes densités commencent à se séparer entre eux, c'est la différenciation planétaire. Ce processus peut former un noyau rocheux ou métallique, entouré par un manteau et une croûte. Le cœur peut inclure des régions solides et liquides, et dans certains cas, il peut générer son propre champ magnétique, qui protège la planète et son atmosphère des attaques du vent solaire.

Une étoile se forme dans des régions denses de poussières et de gaz, connues sous le nom de nuages moléculaires géants. Lorsqu'ils sont déstabilisés, les fragments peuvent s'effondrer sous l'influence de la gravité pour former une protoétoile. Une région suffisamment dense et chaude provoquera une fusion nucléaire, créant ainsi une étoile de la séquence principale.

Le destin final de l'étoile dépend de sa masse: les étoiles qui sont plus de 8 fois plus massives que le soleil peuvent s'effondrer en supernova ; alors que les étoiles plus légères forment des nébuleuses planétaires et évoluent en naines blanches. Ce qui reste d'une très grosse étoile est une étoile à neutrons, ou dans certains cas un trou noir. Les étoiles binaires proches peuvent suivre des chemins plus complexes dans leur évolution, comme un transfert de masse par le compagnon d'une naine blanche pouvant causer une supernova. Les phases finales de la vie des étoiles, y compris les nébuleuses planétaires et les supernovas, sont nécessaires à la distribution de métaux dans le milieu interstellaire; sans cela, toutes les nouvelles étoiles (leur système planétaire y compris) seraient uniquement formées à partir d'hydrogène et d'hélium.

Vue d'artiste de notre Voie lactée.

Le Système solaire orbite au sein de la Voie lactée, une galaxie spirale barrée qui est un membre important du Groupe local. C'est une masse tournante formée de gaz, d'étoiles et d'autres objets maintenus ensemble par une attraction gravitationnelle mutuelle. Étant donné que la Terre est située dans un bras extérieur poussiéreux, il y a une grande partie de la Voie lactée que l'on ne peut pas voir.

Au centre de la Voie lactée se trouve le noyau, un bulbe de forme étirée qui d'après de nombreux astronomes abriterait un trou noir supermassif en son centre gravitationnel. Celui-ci est entouré de quatre bras spiraux majeurs démarrant du noyau. C'est une région active de la galaxie qui contient beaucoup d'étoiles jeunes appartenant à la population II. Le disque est entouré par un halo sphéroïdal d'étoiles plus vieilles de population I, ainsi que par une concentration relativement dense d' amas globulaires,.

Entre les étoiles se trouve le milieu interstellaire, une région de matière éparpillée. Dans les régions les plus denses, des nuages moléculaires formés principalement d' hydrogène moléculaire contribuent à la formation de nouvelles étoiles. Cela commence avec des nébuleuses sombres qui se densifient puis s'effondrent (en un volume déterminé par la longueur de Jeans) pour former des protoétoiles compactes.

Quand des étoiles plus massives apparaissent, elles transforment le nuage en une région HII de gaz et de plasma luminescent. Le vent stellaire et les explosions de supernova servent finalement à disperser le nuage, laissant souvent derrière lui un ou plusieurs amas ouverts. Ces amas se dispersent graduellement et les étoiles rejoignent la population de la Voie lactée.

Les galaxies irrégulières sont chaotiques en apparence et ne sont ni spirales, ni elliptiques. Environ un quart des galaxies sont irrégulières. La forme si particulière peut être le résultat d'une interaction gravitationnelle.

Une galaxie active est une structure dont une partie significative de l'énergie qu'elle émet ne provient pas de ses étoiles, de son gaz ou de sa poussière. Ce type de galaxie est alimenté par une région compacte en son noyau, généralement grâce à un trou noir supermassif, pense-t-on, qui émettrait des radiations grâce aux matériaux qu'il avale.

Une radiogalaxie est une galaxie active qui est vraiment très lumineuse dans le domaine radio du spectre électromagnétique et qui produit de gigantesques lobes de gaz. Les galaxies actives émettant des radiations très énergétiques incluent les galaxies de Seyfert, les quasars et les blazars. Les quasars semblent être les objets les plus lumineux de l' univers connu.

Les grandes structures du cosmos sont représentées par des groupes et des amas de galaxies. Cette structure est organisée de manière hiérarchique, dont les plus grandes connues à ce jour sont les superamas. Le tout est agencé en filaments et en murs, laissant d'immenses régions vides entre eux.

La cosmologie (du grec κόσμος / kósmos, " monde, univers ", et λόγος / Univers comme étant un tout. lógos, " parole, récit, étude ") pourrait être considérée comme l'étude de l'

L' attraction gravitationnelle a regroupé la matière en filaments, laissant ainsi d'immenses régions vides dans les lacunes. Graduellement, des organisations de gaz et de poussière ont émergé pour former les premières galaxies primitives. Au fil du temps, celles-ci ont attiré plus de matière, et se sont souvent organisées en amas de galaxies, puis en superamas.

L'existence de la matière noire et de l' énergie sombre est fondamentale à la structure de l'univers. On pense maintenant qu'elles sont les composantes dominantes, formant 96 % de la densité de l'univers. Pour cette raison, beaucoup d'efforts sont déployés dans le but de découvrir la composition et la physique régissant ces éléments.

En astronomie, l' information provient principalement de la détection et de l'analyse de la lumière visible ou d'une autre onde électromagnétique. L' astronomie d'observation peut être divisée selon les régions observées du spectre électromagnétique. Certaines parties du spectre peuvent être observées depuis la surface de la Terre, alors que d'autres sont seulement observables à de hautes altitudes voire dans l'espace. Des informations spécifiques sur ces sous-branches sont données ci-dessous.

La radioastronomie étudie les radiations d'une longueur d'onde supérieure au millimètre. La radioastronomie est différente des autres formes d'observations astronomiques dans la mesure où les ondes radio sont traitées davantage comme des ondes plutôt que comme des photons discrets. Il est plus facile de mesurer l' amplitude et la phase des ondes radio que celles de longueurs d'onde plus courtes.

Bien que certaines ondes radio soient produites par certains objets astronomiques sous forme d' émissions thermiques, la plupart des émissions radio qui sont observées depuis la Terre sont vues sous forme de rayonnement synchrotron, qui est produit lorsque les électrons oscillent autour de champs magnétiques. En outre, un certain nombre de raies spectrales produites par le gaz interstellaire, notamment la raie d'hydrogène à 21 cm, sont observables dans le domaine radio,.

Une grande variété d'objets sont observables en ondes radio, ce qui inclut les supernovae, le gaz interstellaire, les pulsars et les noyaux galactiques actifs,.

L'astronomie infrarouge s'occupe de la détection et de l'analyse du rayonnement infrarouge (longueurs d'onde plus longues de celle de la lumière rouge). Excepté pour les longueurs d'onde situées près de la lumière visible, le rayonnement infrarouge est fortement absorbé par l' atmosphère ; d'autre-part, celle-ci produit des émissions d'infrarouge significatives. Par conséquent, les observatoires infrarouges doivent être situés sur des lieux très élevés et secs, ou dans l'espace.

D'un point de vue historique, l'astronomie optique, également appelée astronomie de la lumière visible, est la plus ancienne forme d'astronomie. À l'origine, les images optiques étaient dessinées à la main. À la fin du et durant une bonne partie du siècle, les images furent faites en utilisant un équipement photographique. Les images modernes sont produites grâce à des détecteurs digitaux, particulièrement les caméras CCD. Bien que la lumière visible s'étende elle-même approximativement de 4 000 à 7 000 Å (400 à 700 nm), le même équipement peut être utilisé pour observer les ultraviolets proches ainsi que le proche-infrarouge.

En réalité, l'atmosphère n'est pas tout à fait transparente à la lumière visible. En effet, les images obtenues sur Terre dans ces longueurs d'onde souffrent de distorsions dues aux turbulences atmosphériques. C'est ce phénomène qui est responsable du scintillement des étoiles. Le pouvoir de résolution ainsi que la magnitude limite théoriques d'un télescope terrestre sont donc diminués à cause de ces mêmes perturbations. Pour remédier à ce problème, il est donc nécessaire de quitter l'atmosphère terrestre. Une autre solution, l' optique adaptative, permet également de réduire la perte de qualité de l'image.

L'astronomie en ultraviolets fait référence aux observations aux longueurs d'onde correspondant à l'ultraviolet, c'est-à-dire entre ~ 100 et 3 200 Å (10 à 320 nm). La lumière de ces longueurs est absorbée par l'atmosphère de la Terre, les observations de ces longueurs d'onde se font donc depuis la haute atmosphère ou depuis l'espace. L'astronomie à ultraviolets est plus indiquée pour l'observation du rayonnement thermique et des raies spectrales des étoiles bleues chaudes ( étoiles OB) qui sont très lumineuses dans ce domaine. Cela comprend les étoiles bleues des autres galaxies, qui ont été les cibles de plusieurs études sur le sujet. D'autres objets sont aussi couramment observés en UV, comme les nébuleuses planétaires, les rémanents de supernovae ou les noyaux galactiques actifs. Cependant, la lumière ultraviolette est facilement absorbée par la poussière interstellaire, les mesures ont donc besoin d'être corrigées de l'extinction.

L' astronomie en rayons X consiste en l'étude des objets astronomiques à des longueurs d'onde correspondant aux rayons X, autrement dit allant d'environ 0,1 à 100 Å (0,01 à 10 nm). Typiquement, les objets émettent des rayons X comme des émissions synchrotron (produit par des électrons oscillant autour des lignes d'un champ magnétique), des émissions thermiques provenant de gaz fins (appelé rayonnement continu de freinage) qui est au-dessus de 10 ⁷ , ainsi que des émissions thermiques de gaz épais (appelé rayonnement du corps noir) dont la température est supérieure à 10 ⁷ K. Puisque les rayons X sont absorbés par l'atmosphère de la terre, toute observation en rayons X doit être effectuée par des ballons de haute altitude, par des fusées, ou par un engin spatial. Parmi les sources de rayons X notables, nous pouvons citer les binaires X, les pulsars, les rémanents de supernovae, les galaxies elliptiques ou actives, et les amas de galaxies.

Les rémanents de supernovae, les pulsars, et le Centre galactique sont des exemples de sources de rayonnement gamma dans la Voie Lactée, tandis que les blazars (une sous-catégorie de galaxies actives) constituent la principale classe de sources de rayonnement extra-galactiques. Finalement, les sursauts gamma forment également une importante population de sources transitoires qu'il est possible d'observer dans ce régime d'énergie lumineuse.

L' astronomie gravitationnelle, ou astronomie des ondes gravitationnelles, est la branche de l'astronomie qui observe les objets célestes grâce aux ondes gravitationnelles, soit de faibles perturbations de l'espace-temps se propageant dans l'espace et pouvant être détectées à l'aide d'interféromètre de grande envergure.

Un total de 6 sources d'ondes gravitationnelles ont à ce jour été détectées, toutes issues de la fusion d'objets célestes compactes : la fusion de deux trous noirs ( GW150914) et la fusion de deux étoiles à neutrons.

L'astronomie des neutrinos est une branche de l'astronomie cherchant à étudier les objets célestes capables de produire des neutrinos de très hautes énergies (de l'ordre de quelques centaines de TeV à plusieurs PeV).

L'astronomie et l'astrophysique ont développé d'importants liens avec d'autres champs d'études scientifiques, à savoir :

Un télescope de Dobson d'amateur.

Les astronomes amateurs observent une variété d'objets célestes, au moyen d'un équipement qu'ils construisent parfois eux-mêmes. Les cibles les plus communes pour un astronome amateur sont la Lune, les planètes, les étoiles, les comètes, les essaims météoritiques, ainsi que les objets du ciel profond que sont les amas stellaires, les galaxies et les nébuleuses. Une branche de l'astronomie amateur est l' astrophotographie, consistant à photographier le ciel nocturne. Une partie des amateurs aime se spécialiser dans l'observation d'un type d'objet particulier,.

La plupart des amateurs observent le ciel aux longueurs d'onde visibles, mais une minorité travaille avec des rayonnements hors du spectre visible. Cela comprend l'utilisation de filtres infrarouges sur des télescopes conventionnels, ou l'utilisation de radiotélescopes. Le pionnier de la radioastronomie amateur était Karl Jansky qui a commencé à observer le ciel en ondes radio dans les années 1930. Un certain nombre d'amateurs utilisent soit des télescopes fabriqués de leurs mains, soit des télescopes qui ont été construits à l'origine pour la recherche astronomique mais qui leur sont maintenant ouverts (par exemple le One-Mile Telescope),.

Une certaine frange de l'astronomie amateur continue de faire progresser l'astronomie. En fait, il s'agit de l'une des seules sciences où les amateurs peuvent contribuer de manière significative. Ceux-ci peuvent effectuer les calculs d'occultation qui servent à préciser les orbites des planètes mineures. Ils peuvent aussi découvrir des comètes, effectuer des observations régulières d'étoiles doubles ou multiples. Les avancées en technologie numérique ont permis aux amateurs de faire des progrès impressionnants dans le domaine de l'astrophotographie,,.

Notes et références

Bibliographie

Xénophon (trad. Pierre Chambry), Les Helléniques. L'Apologie de Socrate. Les Mémorables : Xénophon, Œuvres complètes, t. III, Flammarion,

Pascal Mueller-Jourdan, Une initiation à la philosophie de l'antiquité tardive: les leçons du Pseudo-Elias, Éditions du Cerf, , 143 p. (ISBN 978-2-204-08571-7 ) .

Paul Couderc , Histoire de l'astronomie, vol. {CLXV}, Paris, Presses universitaires de France, coll. " Que sais-je ? ", (réimpr. 6e éd. 1974) (1re éd. 1945), 128 p.

André Brahic , Enfants du soleil : histoire de nos origines, Paris, Odile Jacob, , 366 p. (ISBN 978-2-7381-0590-5 , présentation en ligne)

François Forget, François Costard et Philippe Lognonné, La planète Mars : histoire d'un autre monde, Paris, Éditions Belin, coll. " Bibliothèque scientifique ", , 144 p. (ISBN 978-2-7011-2657-9 )

Jean-Pierre Luminet , Le destin de l'univers : trous noirs et énergie sombre, Paris, Fayard, coll. " Le temps des sciences ", , 588 p. (ISBN 978-2-213-63081-6 )

Articles connexes

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Liens externes

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L' astronomie est la science de l' observation des astres, cherchant à expliquer leur origine, leur évolution, ainsi que leurs propriétés physiques et chimiques. Le terme astronomie vient du grec ἀστρονομία / astronomía (de ἄστρον / νόμος / ástron, " astre, étoile ", et nómos, " loi ") : la loi des astres.

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Orbite circulaire de deux corps de masses différentes autour de leur barycentre (croix rouge).

La Station spatiale internationale en orbite au-dessus de la Terre.

En mécanique céleste et en mécanique spatiale, une orbite (/ɔʁ.bit/) est la courbe fermée représentant la trajectoire que dessine, dans l' espace, un objet céleste sous l'effet de la gravitation et de forces d'inertie. Une orbite est ainsi la courbe tracée par une trajectoire périodique. Dans le Système solaire, la Terre, les autres planètes, les astéroïdes et les comètes sont en orbite autour du Soleil. De même, des planètes possèdent des satellites naturels en orbite autour d'elles. Des objets artificiels, comme les satellites et les sondes spatiales sont en orbite autour de la Terre ou d'autres corps du système solaire.

Une orbite a la forme d'une ellipse dont l'un des foyers coïncide avec le centre de gravité de l'objet central. D'un point de vue relativiste, une orbite est une géodésique dans l' espace-temps courbe.

De nombreux modèles sont proposés dès l' Antiquité pour représenter les mouvements des planètes. Le mot planète - en grec ancien πλανήτης / planḗtēs, adjectif signifiant " errant, vagabond " - distingue alors ces objets célestes des étoiles " fixes " par leur mouvement apparent sur la sphère céleste au cours du temps. À cette époque, cette notion inclut donc le Soleil et la Lune ainsi que cinq planètes authentiques : Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne. Tous ces systèmes sont géocentriques, c'est-à-dire qu'ils placent la Terre au centre de l'Univers, selon le système astronomique exposé par Platon dans le . Selon Simplicius (fin siècle - début siècle ap. J.-C.) c'est Platon (427-327 av. J.-C.) qui aurait proposé à son élève Eudoxe de Cnide (408-355 av. J.-C.) d'étudier le mouvement des planètes en n'utilisant que des mouvements circulaires et uniformes, considérés comme parfaits.

La difficulté de décrire précisément les mouvements des planètes, notamment les phénomènes de rétrogradation, conduit à des représentations complexes. Les connaissances astronomiques du monde gréco-romain sont résumées au siècle de notre ère par Ptolémée (vers 90 - 168 ap. J.-C.), dans un ouvrage en grec transmis par les Arabes sous le nom de l' Almageste. Connu sous le nom de modèle de Ptolémée, la représentation du système solaire et du mouvement des planètes (ainsi que de la Lune et du Soleil) utilise comme ses prédécesseurs un modèle géocentrique, et un système élaboré de sphères en rotation circulaire et uniforme, les épicycles et déférents, introduit par Hipparque ( siècle av. J.-C.), qu'il perfectionne en introduisant la notion d' équant, qui est un point distinct du centre du cercle déférent par rapport auquel une planète, ou le centre d'un épicycle, se déplace à vitesse uniforme. Le système de Ptolémée va dominer l'astronomie pendant quatorze siècles. Il donne des résultats satisfaisants malgré sa complexité, au besoin en modifiant et raffinant le modèle des épicycles, déférents, et points équants. Considéré comme compatible avec la philosophie d'Aristote, le géocentrisme devient doctrine officielle de l'Église en Europe au cours du Moyen Âge.

On doit à Copernic (1473-1543) qui dans son ouvrage majeur De revolutionibus Orbium Coelestium publié à sa mort en 1543 remet en cause le dogme géocentrique et proposant un système héliocentrique, dans lequel les planètes et la Terre se déplacent selon des orbites circulaires, parcourues à vitesses constantes, la Lune étant le seul astre tournant autour de la Terre. Bien qu'imparfaite, cette vision s'avère très féconde : les mouvements des planètes sont plus simples à décrire dans un référentiel héliocentrique. L'ensemble des irrégularités de mouvements telles que les rétrogradations s'explique uniquement par le mouvement de la Terre sur son orbite, plus précisément en termes modernes par l'effet du passage du référentiel héliocentrique au référentiel géocentrique. Le système de Copernic permet également de supposer que les étoiles de la " sphère des fixes " sont à une distance bien plus grande de la Terre (et du Soleil) que l'on le supposait jusqu'alors, pour expliquer l'absence d'effet observé alors () du mouvement de la Terre sur la position des étoiles. Il est à noter qu'initialement le système de Copernic, qui sur la pratique astronomique consistait à échanger les positions de la Terre et du Soleil, ne suscita pas une opposition de principe de l'Église, jusqu'à ce que celle-ci s'aperçut que ce modèle remettait en cause la philosophie d' Aristote. Kepler (1571-1630) perfectionnera ce modèle, grâce à l'analyse soigneuse des observations précises de son maître Tycho Brahe (1541-1601), notamment concernant le mouvement de la planète Mars. Il publie ses trois célèbres lois (Cf. Lois de Kepler) en 1609, 1611, 1618 :

Première loi : " Les planètes décrivent des ellipses dont le Soleil occupe l'un des foyers. "

Deuxième loi : " Le rayon vecteur reliant le centre de la planète au foyer décrit des aires égales en des temps égaux. "

Troisième loi : " Les cubes des demi-grands axes des orbites sont proportionnels au carré des périodes de révolution. "

Une orbite képlérienne est l'orbite d'un corps assimilable à un point - c'est-à-dire dont la distribution des masses possède une symétrie sphérique - et soumis au champ de gravitation créé par une masse également assimilable à un point, ce dernier étant pris comme origine du référentiel. Autrement dit, c'est l'orbite d'un corps en interaction gravitationnelle avec un seul autre corps, chaque corps étant assimilé à un point,.

L'orbite képlérienne de chaque corps est une orbite conique dont un des foyers coïncide avec le centre de masse de l'autre corps pris comme origine du référentiel.

Une orbite elliptique est décrite au moyen de deux plans - le plan de l'orbite et le plan de référence - et de six paramètres appelés éléments orbitaux : le demi-grand axe, l' excentricité, l' inclinaison, la longitude du nœud ascendant, l' argument du périastre et la position de l'objet sur son orbite. Deux de ces paramètres - excentricité et demi-grand axe - définissent la trajectoire dans un plan, trois autres - inclinaison, longitude du nœud ascendant et argument du péricentre - définissent l'orientation du plan dans l'espace et le dernier - instant de passage au péricentre - définit la position de l'objet.

Demi-grand axe : la moitié de la distance qui sépare le péricentre de l'apocentre (le plus grand diamètre de l'ellipse). Ce paramètre définit la taille absolue de l'orbite. Il n'a de sens en réalité que dans le cas d'une trajectoire elliptique ou circulaire (le demi-grand-axe est infini dans le cas d'une parabole ou d'une hyperbole)

Excentricité : une ellipse est le lieu des points dont la somme des distances à deux points fixes, les foyers ( et sur le diagramme), est constante. L'excentricité mesure le décalage des foyers par rapport au centre de l'ellipse ( sur le diagramme) ; c'est le rapport de la distance centre-foyer au demi-grand-axe. Le type de trajectoire dépend de l'excentricité :

: trajectoire circulaire

: trajectoire elliptique

: trajectoire parabolique

: trajectoire hyperbolique

Paramètres orbitaux d'un satellite artificiel : ascension droite du nœud ascendant ☊, inclinaison i, argument du périgée ω.

Vue perpendiculaire au plan orbital : demi-grand axe a, argument du périgée ω, anomalie vraie ν.

Le plan de référence ou plan référentiel est un plan contenant le centre de gravité du corps principal. Le plan de référence et le plan de l'orbite sont ainsi deux plans sécants. Leur intersection est une droite appelée ligne des nœuds. L'orbite coupe le plan de référence en deux points, appelés nœuds. Le nœud ascendant est celui par lequel le corps passe en trajectoire ascendante ; l'autre est le nœud descendant.

Le passage entre le plan orbital et le plan de référence est décrit par trois éléments qui correspondent à des angles d'Euler :

L'inclinaison, notée , qui correspond à l'angle de nutation : l'inclinaison (entre 0 et 180 degrés) est l'angle que fait le plan orbital avec un plan de référence. Ce dernier étant en général le plan de l'écliptique dans le cas d'orbites planétaires (plan contenant la trajectoire de la Terre.

La longitude du nœud ascendant, notée ☊, qui correspond à l'angle de précession : il s'agit de l'angle entre la direction du point vernal et la ligne des nœuds, dans le plan de l'écliptique. La direction du point vernal est la droite contenant le Soleil et le point vernal (point de repère astronomique correspondant à la position du Soleil au moment de l'équinoxe du printemps). La ligne des nœuds est la droite à laquelle appartiennent les nœuds ascendant (le point de l'orbite où l'objet passe du côté nord de l'écliptique) et descendant (le point de l'orbite où l'objet passe du côté sud de l'écliptique).

L'argument du périastre, noté , qui correspond à l'angle de rotation propre : il s'agit de l'angle formé par la ligne des nœuds et la direction du périastre (la droite à laquelle appartiennent l'étoile (ou l'objet central) et le périastre de la trajectoire de l'objet), dans le plan orbital. La longitude du périastre est la somme de la longitude du nœud ascendant et de l'argument du périastre.

Le sixième paramètre est la position du corps orbitant sur son orbite à un instant donné. Elle peut être exprimée de plusieurs manières :

L'anomalie moyenne à l'époque, notée Mo ;

L'anomalie vraie ;

L'argument de latitude.

Instant τ de passage au périastre : la position de l'objet sur son orbite à un instant donné est nécessaire pour pouvoir la prédire pour tout autre instant. Il y a deux façons de donner ce paramètre. La première consiste à spécifier l'instant du passage au périastre. La seconde consiste à spécifier l'anomalie moyenne M de l'objet pour un instant conventionnel (l'époque de l'orbite). L'anomalie moyenne n'est pas un angle physique, mais spécifie la fraction de la surface de l'orbite balayée par la ligne joignant le foyer à l'objet depuis son dernier passage au périastre, exprimée sous forme angulaire. Par exemple, si la ligne joignant le foyer à l'objet a parcouru le quart de la surface de l'orbite, l'anomalie moyenne est ° °. La longitude moyenne de l'objet est la somme de la longitude du périastre et de l'anomalie moyenne.

Lorsqu'on parle de la période d'un objet, il s'agit en général de sa période sidérale, mais il y a plusieurs périodes possibles :

Période sidérale : Temps qui s'écoule entre deux passages de l'objet devant une étoile distante. C'est la période " absolue " au sens newtonien du terme.

Période anomalistique : temps qui s'écoule entre deux passages de l'objet à son périastre. Selon que ce dernier est en précession ou en récession, cette période sera plus courte ou longue que la sidérale.

Période draconitique : temps qui s'écoule entre deux passages de l'objet à son nœud ascendant ou descendant. Elle dépendra donc des précessions des deux plans impliqués (l'orbite de l'objet et le plan de référence, généralement l'écliptique).

Période tropique : temps qui s'écoule entre deux passages de l'objet à l'ascension droite zéro. À cause de la précession des équinoxes, cette période est légèrement et systématiquement plus courte que la sidérale.

Période synodique : temps qui s'écoule entre deux moments où l'objet prend le même aspect (conjonction, quadrature, opposition, etc.). Par exemple, la période synodique de Mars est le temps séparant deux oppositions de Mars par rapport à la Terre; comme les deux planètes sont en mouvement, leur vitesses angulaires relatives se soustraient, et la période synodique de Mars se révèle être 779,964 d (1,135 années martiennes).

Dans ce qui suit, est l'excentricité, l' anomalie vraie, l' anomalie excentrique et l' anomalie moyenne.

Le rayon de l'ellipse (mesuré depuis un foyer) est donné par :

Les relations suivantes existent entre les anomalies :

ou encore

Une application fréquente consiste à trouver à partir de . Il suffit alors d'itérer l'expression :

Si on utilise une valeur initiale , la convergence est garantie, et est toujours très rapide (dix chiffres significatifs en quatre itérations).

Les catégories d'orbite des satellites artificiels selon l'altitude (schéma à l'échelle).

La trace au sol d'un satellite artificiel est la projection au sol de sa trajectoire sur son orbite selon une verticale qui passe par le centre du corps céleste autour duquel il tourne. Sa forme détermine les portions de surface balayées par les instruments du satellite et les créneaux de visibilité du satellite par les stations terrestres. Le dessin de la trace résulte à la fois du déplacement du satellite sur son orbite et de la rotation de la Terre.

Trace au sol d'un satellite en orbite héliosynchrone (en haut) et en orbite de Molnia (en bas).

Les cinq points de Lagrange du système Terre-Soleil : en pratique seuls L₁ et L₂ sont utilisés.

Les orbites des satellites artificiels peuvent être classifiées selon différents critères :

Quand l'orbite est quasiment circulaire elle est appelée orbite basse (LEO, de l' anglais Low Earth Orbit ) si son altitude est inférieure à 1 500 km, orbite moyenne (MEO, de Medium Earth Orbit ) si elle est comprise entre 1 500 et 20 000 km, et orbite haute au-delà. L'orbite haute la plus courante, car permettant au satellite de rester en permanence au-dessus de la même région de la Terre est située à une altitude de 36 000 km et est appelé orbite géostationnaire (ou GEO de l'anglais Geostationnary Earth Orbit). Elle nécessite que l'inclinaison orbitale soit de 0°. Une orbite à cette altitude avec une inclinaison orbital nulle ou non est une orbite géosynchrone. La plupart des satellites placés sur une orbite circulaire autour de la Terre se trouvent soit sur une orbite basse ( satellite d'observation de la Terre, satellite de reconnaissance) soit sur une orbite moyenne à 20 000 km ( satellite de navigation) soit sur une orbite géostationnaire ( satellite de télécommunications, satellite météorologique).

Parmi les orbites hautes elliptiques (ou HEO de l'anglais High Earth Orbit) on trouve des orbites répondant à des objectifs très précis comme l' orbite de Molnia permettant une meilleure visibilité depuis les latitudes hautes que l'orbite géostationnaire ou l' orbite toundra qui en est une variante. L' orbite de transfert (ou GTO de l'anglais Geostationnary Transfer Orbit) est une orbite transitoire dont l' apogée se situe à 36 000 km et qui est utilisée par les satellites qui doivent se placer sur une orbite géostationnaire.

Cas particulier des orbites autour des Points de Lagrange

L'orbite autour d'un point de Lagrange (zone de l'espace ou l'influence gravitationnelle de 2 corps célestes s'équilibre) est une orbite de halo (ou orbite de Lissajous par allusion à sa forme qui ressemble à une courbe de Lissajous) et est notée L1LO (L1 Lissajous Orbit) ou L2LO, L1 et L2 étant les deux points de Lagrange du système Terre-Soleil utilisés notamment par des satellites d'observation astronomique ou d'étude du Soleil. Ces orbites instables sont parcourues en environ 200 jours et nécessitent des manœuvres de correction régulières.

Selon la valeur de l'angle d' inclinaison orbitale i, on parle d'orbite équatoriale (i=0°), orbite quasi-équatoriale (i<10°), orbite polaire ou quasi-polaire (i proche de 90°). Si l'inclinaison orbitale est inférieure ou égale à 90°, ce qui est le cas de la majorité des satellites, l'orbite est dite directe (ou prograde), sinon elle est dite rétrograde.

On oppose parfois les satellites en orbite géostationnaire, en position fixe au-dessus de la Terre, aux satellites défilants. Dans la catégorie des orbites polaires, une orbite très utilisée, l' orbite héliosynchrone, se caractérise par le mouvement de son plan orbital qui pivote sous l'effet de la précession nodale de manière synchrone avec le mouvement de la Terre autour du Soleil. Un satellite de ce type repasse toujours à la même heure solaire au-dessus d'une région éclairée. Une orbite phasée est une catégorie d'orbite héliosynchrone caractérisée par le fait que le satellite après un certain nombre de révolutions repasse exactement au-dessus du même point.

Un engin spatial peut être placé sur une orbite d'attente (généralement une orbite basse) dans le but d'atteindre une position favorable pour effectuer la prochaine manœuvre orbitale. Une orbite de dérive est une orbite transitoire parcourue par les satellites pour atteindre de manière passive leur position finale en orbite géostationnaire. Enfin en fin de vie, le satellite est placée sur une orbite cimetière (ou orbite de rebut) pour éviter de se retrouver sur la trajectoire des satellites actifs.

Le substantif féminin " orbite " est un emprunt au latin , désignant la trace d'une roue,.

Initialement, le terme orbite est un terme utilisé en mathématiques pour désigner l'ensemble des points parcourus par une trajectoire, c'est-à-dire par une courbe paramétrée. La différence entre "orbite" et "trajectoire" consiste dans le fait que la trajectoire exprime l'évolution du point tandis que l'orbite est un concept "statique". Ainsi pour une trajectoire , l'orbite est l'ensemble .

Une orbite peut donc avoir n'importe quelle forme selon la dynamique du système étudié, mais avec le temps l'usage du terme s'est vu réservé aux orbites fermées en astronomie et astronautique.

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En mécanique céleste et en mécanique spatiale, une orbite (/ɔʁ.bit/) est la courbe fermée représentant la trajectoire que dessine, dans l' espace, un objet céleste sous l'effet de la gravitation et de forces d'inertie. Une orbite est ainsi la courbe tracée par une trajectoire périodique.

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La météorite qui a mis fin au règne des dinosaures