Un scientifique russe en tête d’une équipe de recherche sur les particules

Crédit : Lori/Legion Media

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Une équipe internationale de physiciens, dirigée par Yuri Shprits, professeur à l’Institut des sciences et de technologie de Skolkovo, vient de définir les origines de la troisième ceinture de radiation autour de la Terre qui a attiré l’attention et la curiosité des scientifiques il y a un an. Dans cette interview exclusive avec La Russie d'Aujourd'hui, le professeur Shprits nous explique l’importance de cette découverte.

La Russie d'Aujourd'hui :Que signifie la définition de ce modèle pour la science fondamentale ? Apporte-t-elle une toute nouvelle manière de voir les ceintures de radiations de la Terre ?

Yuri Shprits : Nous avons établi que les électrons ultra-relativistes sont soumis à des processus physiques très différents. Pour la physique des ceintures de radiation, cela signifie que nous avons découvert une toute nouvelle population de particules qui coexistent avec les ceintures de radiation normales, mais présentent des structures spatiales et temporelles très différentes.

 Yuri Shprits

Yuri Shprits travaille sur les dynamiques des populations de particules énergétiques. Il cherche plus particulièrement à comprendre, prévoir et minimiser des risques potentiels de l’espace. Son travail a été mis en avant par National Geographic, Forbes et New Scientist. Il a agi comme chercheur principal pour 15 projets financés par la NASA, la NSF, l’AFRL et l’UCOP.

Quel impact la troisième ceinture de radiation pourrait-elle avoir sur les satellites et autres équipements de l’espace ? Les nouvelles informations obtenues à travers votre recherche, pourraient-elle s’appliquer aux lancements des satellites ?

Y.S. : Les particules énergétiques peuvent pénétrer dans presque tous les champs de protection. Ils peuvent endommager l’électronique des mini-satellites et provoquer des anomalies ou des pannes sèches des sous-systèmes des satellites critiques. Par le passé, nous pensions qu’au delà d’un certain seuil, toutes les énergies se comportaient de la même manière. Désormais, nous savons que les particules ultra-relativistes fonctionnent très différemment. Ce savoir nous permettra de développer de meilleurs modèles et de protéger les satellites.

Je vous donne un exemple : un véhicule que l’on construira pour l’Antarctique ne sera pas le même que celui que l’on fabriquera pour le climat tempéré de Los Angeles. La connaissance et la compréhension de l’environnement sont essentielles si l’on veut construire des véhicules fiables et efficaces. Les véhicules tous terrains de l’Antarctique répondent à des exigences très différentes de celles des convertibles à Los Angeles. Ils doivent avoir un grand gabarit, une bonne batterie, un système de chauffage, mais leur toit ne doit pas s’escamoter et ils n’ont pas besoin d’air conditionné.

Quelles applications pratiques cette recherche peut-elle offrir ?

Y.S. : Cette étude peut aider à protéger les astronautes dans l’espace. Il y a aussi un impact pratique sur l’énergie nucléaire. La magnétosphère de la Terre est un laboratoire naturel fascinant qui nous permet d’étudier de nombreux processus physiques. Des processus similaires pourraient se produire dans les laboratoires sur Terre, ce qui pourrait aider les scientifiques qui se penchent sur les plasmas de laboratoire ou étudient la possibilité d’obtenir l’énergie à l’aide de la fusion.

Des processus similaires peuvent également se produire sur Jupiter ou Saturne ce qui serait essentiel pour la préparation des futures missions vers les coins éloignés de notre système solaire.

Qui a participé à cette équipe de recherche internationale dont vous étiez chargé ? Quel pays peut prétendre à une plus grosse part dans cette découverte ?

Y.S. : Nous avons une équipe diversifiée, internationale. Je pense que tous les organismes impliqués ont leur mérite dans cette découverte. Le premier organisme mentionné sur le document est Skoltech (Russie) puisque c’est mon lieu de travail principal ; mais un travail conséquent a été fait à l’UCLA (Californie), et des données critiques ont été obtenues à l’Université d’Alberta (Canada) et à l’Université du Colorado. L’ampleur des projets de recherche modernes nécessite une collaboration entre plusieurs organismes. Nous ne pouvons pas tout faire dans un seul lieu. La collaboration internationale joue un rôle très important à Skoltech.

Vous êtes professeur invité au Massachusetts Institute of Technology (MIT) et travaillez également pour l’Université de Californie à Los Angeles (UCLA). MIT mène-t-il des projets de recherches communs avec la Russie ? Sur quels autres projets travaillez-vous en ce moment ?

Y.S.: Je collabore avec les ingénieurs du MIT afin de comprendre les effets de la radiation spatiale sur les satellites, et j’ai plusieurs projets passionnants.

Un de mes élèves à Skoltech, Mikhaïl Dobynde, essaie de comprendre l’impact de la radiation sur les êtres humains lors de longs vols. Il essaie, par exemple, de déterminer le meilleur moment du cycle solaire pour se rendre sur Mars pour savoir si nous pouvons assurer la sécurité des cosmonautes.

Tatiana Podladchikova, ma chercheure postdoctorale à Skoltech, travaille sur la création d’un modèle en temps réel permettant de pronostiquer l’environnement spatial sur la base d’observations en temps réel des vents solaires depuis plusieurs satellites. Ce modèle aidera les opérateurs de satellites de télécommunication à protéger leurs satellites dans l’espace mais aussi à comprendre les effets des conditions météorologiques spatiales sur les satellites.

En tant que chercheur principal à l’UCLA, je collabore avec l’Institute Skobeltsine de Physique Nucléaire (SINP) à l'Université d'État Lomonossov de Moscou, à la création du satellite Lomonossov qui observera les particules d’une large gamme d’énergies. Cela nous permettra de mieux comprendre et quantifier la perte de ces particules dans l’atmosphère. Cela pourrait également nous aider à développer des mécanismes actifs de nettoyage de l’environnement spatial à risque.

 

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