A la recherche de vie sur Mars

A la recherche de vie sur Mars

S’il est maintenant bien connu qu’il y a eu de l’eau liquide à la surface de Mars, la question de la vie, passée ou présente, reste une grande question non-résolue. Ramener des échantillons martiens sur Terre permettra d’essayer d’y répondre.

 

Laboratoire G-Time; Département des géosciences, environnement et société

Science

Etudier des roches anciennes nous permet de comprendre la formation et l’évolution des planètes, y compris la Terre, et d’essayer de découvrir quand la vie est apparue sur Terre, et peut-être même ailleurs. Sur Terre, les plus vieilles roches ont 4 milliards d’années, mais étudier Mars permet d’étudier des roches encore plus anciennes.

Le rover Perseverance de la mission Mars2020 a atterri sur Mars en février 2021 dans le cratère de Jezero. Ce site d’atterrissage a été choisi car il montre de claires traces de la présence liquide à la surface de Mars. Si ce rover a des capacités d’analyses de roches très poussées lors de son périple, la grande particularité de la mission Mars2020 est que le rover peut aussi forer des morceaux d’échantillons, qui seront ramenés sur Terre d’ici 2030. Grâce à ces échantillons qui seront étudiés en détail dans des laboratoires sur Terre, nous pourrons comprendre le cycle de l’eau sur Mars, il y a 3.5 milliards d’années. Nous pourrons essayer de voir si des traces chimiques d’activité biologique, voire même des fossiles de bactéries, sont présents dans le cratère de Jezero. Aujourd’hui, la mission se focalise dans la compréhension de la formation du cratère de Jezero qui contient des roches volcaniques, fortement altérées par la présence d’eau passée. Le rover Perseverance va bientôt se diriger vers le delta, formation géologique qui contient des sédiments apportés par deux anciennes rivières. Là, nous pourrons étudier des sédiments martiens.

En parallèle, nous avons déjà des météorites martiennes aujourd’hui sur Terre, retrouvées principalement dans des déserts chauds (par exemple Sahara) ou froids (Antarctique), qui sont étudiées pour leur composition chimique. Cela se fait via un travail de laboratoire où les météorites sont dissoutes, purifiées pour les éléments à étudier et ensuite analysées. Ces analyses chimiques permettent de dater l’activité volcanique sur Mars. Grâce à elles, on peut ainsi déjà étudier l’évolution géologique de Mars.

Cursus menant à ce type de recherches :

Bachelier et Master en géologie

Etude des atmosphères des planètes et lunes du système solaire

Etude des atmosphères des planètes et lunes du système solaire

Notre recherche a pour but de mieux comprendre les atmosphères planétaires et s’est principalement focalisée ces dernières années sur les atmosphères de Mars et de Titan. L’analyse des mesures faites par différentes missions spatiales nous permet d’étudier les variations spatio-temporelles des gaz qui composent ces atmosphères et ainsi de mieux comprendre leur chimie, leurs cycles saisonniers et leur transport.

Département de chimie/Laboratoire SQUARES

Sciences

Dense avec des nuages toxiques d’acide sulfurique pour Vénus ou composées d’hydrogène et d’hélium pour les géantes gazeuses, les atmosphères rencontrées dans notre système solaire montrent une grande diversité. La nature et les spécificités de ces atmosphères (ex : densité, composition,…) dépendent à la fois des caractéristiques propres aux planètes/lunes auxquelles elles appartiennent (ex : gravité), mais également de l’histoire de ces dernières. Etudier ces atmosphères, s’intéresser à leur composition et à leur fonctionnement (climat, chimie,…) permet non seulement de mieux les comprendre, mais est également crucial pour retracer leurs histoires ainsi que celle du système solaire dans son ensemble.

Notre recherche s’intéresse donc à mieux comprendre le fonctionnement de ces atmosphères et s’est principalement focalisée ces dernières années sur celles de Mars et de Titan. Notre voisine Mars est un monde froid et aride, balayé par des tempêtes de poussières qui peuvent se répandre sur l’entièreté de la planète. Son atmosphère est principalement composée de dioxyde de carbone (CO₂) mais contient également d’autres gaz en plus petites quantités dont de la vapeur d’eau. Titan, la plus grande lune de Saturne, possède quant à elle une atmosphère plus dense que celle de la Terre, principalement composée de diazote (N₂) et de méthane (CH₄). Au sein du laboratoire SQUARES à l’ULB, nous étudions ces atmosphères en utilisant les mesures de différentes missions spatiales. Plus particulièrement, nous utilisons les mesures faites par des spectromètres embarqués à bord de satellites. Ces instruments enregistrent le rayonnement émis par une source après son passage dans l’atmosphère et son absorption par les gaz qui s’y trouvent. Suivant la gamme spectrale utilisée mais également la géométrie d’observation, cette source peut être le Soleil, la surface de la planète ou l’atmosphère elle-même. L’enregistrement réalisé correspond à un spectre dont l’analyse permet de déterminer la nature des gaz présents dans l’atmosphère étudiée ainsi que leur quantité. Un des grands avantages des satellites est de fournir des mesures en quasi-continu pendant toute la durée de la mission. Ils nous offrent ainsi la possibilité d’étudier les variations spatiales et temporelles des gaz et donc d’en établir leurs sources, leurs cycles saisonniers, leur chimie,… ceci s’effectue généralement en collaboration avec d’autres chercheurs qui modélisent théoriquement le fonctionnement des atmosphères.

Actuellement, nous étudions les cycles chimiques du carbone et du chlore de l’atmosphère de Mars en utilisant principalement les données fournies par les missions spatiales Mars Express (lancée en 2003) et Exomars Trace Gas Orbiter (lancée en 2016). Nous nous intéressons également à la vapeur d’eau présente dans l’atmosphère de Titan et à ses variations. Nous utilisons pour cela les mesures faites par la mission Cassini de la NASA (en orbite autour de Saturne entre 2004 et 2017).

Plus d’informations :

Page du laboratoire : https://squares.ulb.be/

Page personnelle : https://squares.ulb.be/people/sbauduin/main.html

Cursus menant à ce type de recherches :

1. Faculté des sciences : chimie, physique, géologie
2. Ecole polytechnique : ingénieur civil

 

Comment identifier et délimiter les bidonvilles à partir d’images enregistrées par satellite ?

Comment identifier et délimiter les bidonvilles à partir d’images enregistrées par satellite ?

Les bidonvilles abritent une population pauvre et vulnérable; les conditions de vie y sont très précaires (accès à l’eau, aux soins de santé, à l’éducation).  Ces zones urbaines défavorisées se développent tellement rapidement qu’elles ne figurent pas sur les cartes et que les autorités locales n’en connaissent que rarement l’extension.

Sabine Vanhuysse, Researcher

Taïs Grippa, FNRS Postdoctoral Researcher

Maëlle Vercauteren Drubbel, FOSS4G Trainer/Teacher

Nicholus Mboga, Postdoctoral Researcher

Charlotte Flasse, Researcher

Biadgilgn Demissie, Postdoctoral Researcher

Georganos Stefanos, Affiliate Postdoctoral Researcher

Abascal Angela, Affiliate Researcher

Département Géosciences, Environnement, Société Groupe de recherches Analyses Géospatiales (ANAGEO)

Faculté des Sciences

L’Afrique sub-saharienne connaît une urbanisation très rapide qui entraîne la prolifération de quartiers urbains défavorisés, aussi appelés bidonvilles. Il est important de connaître la localisation et l’étendue de ces quartiers, que ce soit au niveau des administrations locales et nationales, ou même au niveau des Nations Unies dans le cadre du suivi des Objectifs de Développement Durable. Or, ces informations ne figurent le plus souvent pas sur les cartes, et quand elles y figurent elles sont généralement dépassées, incomplètes ou inexactes. Grâce à l’Observation de la Terre, il est possible de combler cette lacune. Dans ce contexte particulier, il est important d’utiliser des images et des méthodes qui ne soient pas trop coûteuses, car les zones à couvrir sont très étendues et les mises à jour doivent être fréquentes. Dans le cadre du projet SLUMAP, nous utilisons des images satellitaires gratuites Sentinel-2, et nous développons des méthodes de traitement qui reposent sur des logiciels libres et gratuits. Les satellites Sentinel-2 sont des satellites d’Observation de la Terre qui font partie de la constellation de satellites européens Copernicus. Les images qu’ils fournissent sont moins détaillées que celles (très coûteuses) qui sont visibles sur Google Maps, mais elles présentent d’autres avantages. Nous exploitons également en complément d’autres données spatiales dérivées d’images satellitaires qui sont mises à disposition de chacun en accès libre, comme par exemple des données sur le relief, la présence de bâtiments, et les routes. En effet, la récente explosion des données et des capacités de traitement (c’est-à-dire les « big data ») concerne également le domaine de l’Observation de la Terre et nous offre de nouvelles opportunités très intéressantes pour notre application. Les méthodes que nous avons développées nous permettent de combiner ces différentes sources de données gratuites. Grâce à des traitements de Machine Learning (ou « Apprentissage Machine » en français), nous arrivons à cartographier les quartiers urbains défavorisés à l’échelle d’une ville entière. Nous avons consulté les utilisateurs potentiels de nos résultats pour ajuster au mieux les cartes à leurs besoins. Il en ressort que des cartes de probabilité présentées sous forme de grilles de mailles régulières constituent un bon compromis.

Plus d’informations :

https://slumap.ulb.be/

Cursus menant à ce type de recherches :

L’observation de la Terre est un domaine de recherches et d’applications particulièrement trans-disciplinaire.  En effet, tous les phénomènes visibles à la surface de la Terre peuvent être étudiés.  L’une des disciplines pouvant y conduire est la géographie; en effet, qu’elle soit plutôt orientée vers la géographie physique ou humaine, ce qui est visible dans le paysage est a priori visible sur des images enregistrées du ciel ou de l’espace.  Le cursus de géographie comprend généralement des cours de géomatique permettant de traiter soi-même les images provenant de l’observation de la Terre (cours de télédétection), mais aussi de les combiner à d’autres couches d’information géographique (cours de système d’information géographique) et d’en faire des cartes (cours de cartographie).  L’information extraite des images d’observation de la Terre peut alors être interprétée et exploitée à d’autres matières de géographie physique, sociale, économique, … mais aussi régionale.

Participation d’une équipe d’étudiant·e·s au Manfred Lachs Space Law Moot Court Competition (Concours de procès simulé en droit de l’espace).

Participation d’une équipe d’étudiant·e·s au Manfred Lachs Space Law Moot Court Competition (Concours de procès simulé en droit de l’espace).

Chaque année, trois étudiant·e·s du Master de spécialisation en droit international public participent au concours de plaidoiries Manfred Lachs, en droit de l’espace. Au cours d’un procès simulé, des équipes venues du monde entier s’affrontent sur la base d’un différend fictif relatif aux enjeux les plus actuels du droit de l’espace.

Prof. François Dubuisson – Directeur du Master de spécialisation en droit international

Prof. Vaios Koutroulis – Responsable de la participation des étudiant·e·s au concours

Odile Dua – Coach de l’équipe

 

Centre de droit international

Faculté de droit et de criminologie

Le Manfred Lachs Space Law Moot Court Competition est un concours de plaidoiries (anglophone) portant sur le droit international de l’espace, créé en 1992. Il est aujourd’hui organisé par le International Institute of Space Law (IISL) et le European Centre forSpace Law (ECSL), au niveau régional. Plus de soixante équipes y participent chaque année. Les équipes se rencontrent d’abord au cours d’une phase régionale dans l’une des cinq régions représentées (Afrique, Asie-Pacifique, Europe, Amérique Latine, Amérique du Nord). Les équipes gagnantes de chacune des compétitions régionales s’affrontent ensuite lors de la finale mondiale qui a lieu en marge du colloque annuel de l’IISL, organisé chaque année sur un continent différent.

Sur la base d’un différend fictif entre deux Etats, les étudiant·e·s sont appelé·e·s à interpréter et appliquer les règles du droit international de l’espace lors de deux phases distinctes : une phase de rédaction de mémoires écrits et une phase de plaidoiries orales. Dans un premier temps, lors de la phase écrite, les étudiant·es analysent les questions juridiques et factuelles posées par le cas fictif. A l’issue de leurs recherches et analyses, ils/elles rédigent et déposent deux mémoires, l’un au nom de l’État demandeur, l’autre au nom de l’État défendeur. Dans un second temps, les différentes équipes se rencontrent lors de plusieurs joutes oratoires, sous la forme d’un procès simulé. Les étudiant·es exposent alors oralement les arguments de l’une ou l’autre des parties au procès et répondent aux nombreuses questions posées par les membres du jury pendant leurs plaidoiries.

En participant à ce concours, les étudiant·es mobilisent non seulement les règles du droit international de l’espace mais également celles du droit international général, en les appliquant aux enjeux les plus actuels des activités spatiales. Cette année, le cas concerne par exemple notamment la fabrication de satellites dans l’espace, l’utilisation d’intelligences artificielles, les méga-constellations de satellites, et l’implication des entreprises privées dans les activités spatiales.

Ce concours permet enfin aux étudiant·es de l’ULB de nouer des contacts enrichissants avec des étudiant·es de nationalités et d’horizons divers mais aussi avec des expert·es du droit international de l’espace et/ou du droit international général.

Plus d’informations :

Lien vers le site officiel du concours : https://www.mootcourt.iislweb.space

Cursus menant à ce type de recherches :

Master de spécialisation en droit international

Comment le transport de masse, comme les flux de fluides, affecte-t-il la formation d’agrégats de protéines ?

Comment le transport de masse, comme les flux de fluides, affecte-t-il la formation d’agrégats de protéines ?

Les protéines sont vitales pour les processus biologiques. Dans diverses circonstances, ils forment des agrégats : des clusters désordonnées dans le corps conduisant à la maladie aux cristaux ordonnés nécessaires aux produits pharmaceutiques. Nous utilisons la microgravité pour étudier la formation de différents types d’agrégats de protéines.

ULB: Modélisation théorique et simulation informatique:

Pierre Gaspard

James Lutsko

Cédric Schoonen

 

 

Département de Physique/ Service de Physique des Systèmes Complexes et Mécanique Statistique

Faculté des Sciences

Les protéines sont responsables du bon fonctionnement de nombreux processus dans notre corps. Parfois, il arrive que les protéines se collent et forment des agrégats. Ces agrégats peuvent être désordonnés, ordonnés dans une direction formant des fibrilles ou complètement ordonnés formant des cristaux. Lorsque l’agrégation se produit, la protéine ne peut plus remplir sa fonction propre, ce qui entraîne des maladies comme la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson, la SLA ou encore le diabète de type II.

La cristallisation en particulier est un processus clé dans la recherche et dans l’industrie chimique, pharmaceutique et biotechnologique. Par exemple, les cristaux de protéines sont utilisés en biologie structurale et les médicaments sont administrés sous forme de préparation cristalline du composé pharmaceutique actif.

La nucléation est la première étape du processus d’agrégation/fibrilisation/cristallisation. Malgré l’importance des études sur la nucléation des protéines, c’est toujours l’un des processus les plus méconnus où les prédictions de la théorie moderne avancée diffèrent parfois des déterminations expérimentales minutieuses de plus de dix ordres de grandeur.

Des études antérieures ont clairement montré que les flux hydrodynamiques, par ex. l’écoulement de la solution à partir de laquelle les cristaux se forment, jouent un rôle crucial dans le processus de nucléation. Des études sur divers régimes de transport de matière tels que la microgravité nous aident à comprendre les mécanismes possibles par lesquels le transport de matière affecte le processus de nucléation.

Le projet CRYSTALLO a participé à plusieurs missions de l’ESA ainsi qu’à des missions de la NASA et de l’agence spatiale japonaise (JAXA) et prévoit de nouvelles expériences avec une date de lancement fin 2022 pour la station spatiale internationale (ISS). Ces expériences spatiales sont complétées par des expériences au sol et d’importants efforts de simulation informatique, le tout réalisé en parallèle.

Plus d’informations :

La projet CRYSTALLO est porté par l’équipe du Pr Dominique Maes (Structural Biology Brussels, VUB) et celle de Pierre Gaspard (Physique, ULB). Les partenaires et collaborateurs internationaux comprennent des équipes d’Italie, d’Allemagne et des États-Unis.

Cursus menant à ce type de recherches :

Phys-F-308 Physique de la matière molle et de l’état solide

Phys-F-475 Nanophysique

 

Comment la micropesanteur affecte-t-elle la distribution du nuage de vapeur autour d’un liquide qui s’évapore, et donc la vitesse à laquelle le liquide s’évapore ?

Comment la micropesanteur affecte-t-elle la distribution du nuage de vapeur autour d’un liquide qui s’évapore, et donc la vitesse à laquelle le liquide s’évapore ?

Des vols paraboliques ont été effectués afin d’étudier expérimentalement l’influence de la micropesanteur sur le nuage de vapeur tout autour d’un ménisque liquide qui s’évapore. L’interférométrie optique a été utilisée pour visualiser et quantifier la forme du nuage. La manip a été conçue et assemblée au service TIPs (Transferts, Interfaces at Procédés) de l’ULB.

Chef de l’équipe : Prof. Pierre Colinet

Coordinateur technique : Dr. Senthil Kumar Parimalanathan

Membre de l’équipe : Dr. Metin Hatipogullari

Membre de l’équipe : Dr. Alexey Rednikov

Membre de l’équipe : Dr. Hatim Machrafi

Assistance technique :  Mr. Herve Baudine

Transferts, interfaces et processus (TIP) Laboratoire

École polytechnique de Bruxelles, ULB

Objectif :

Etudier l’effet de la micropesanteur sur la vapeur tout autour d’un ménisque qui s’évapore, au moyen de l’interférométrie optique.

Expérience :

En gravité normale, un ballon gonflé à l’hélium et celui gonflé à l’air se comportent différemment : le premier monte tandis que ce dernier descend, la différence étant due à la masse volumique de chacun. En effet, l’hélium est plus léger que l’air et donc le ballon monte, tandis que l’air sous pression à l’intérieur du ballon est plus lourd que l’air ambient et donc le ballon descend. Cependant, en micropesanteur, les deux ballons restent neutralement flottants vu que le poids ne fait plus de différence.

Imaginons maintenant une goutte d’alcool déposée sur une plaque de verre. Beaucoup d’alcools sont assez volatils de sorte que la goutte est assez vite entourée d’un dense nuage de vapeur. La masse volumique de la vapeur est différente de celle de l’air. Donc, la forme du nuage (qui affecte essentiellement le taux d’évaporation) dépendra de si on se trouve en gravité normale ou en micropesanteur. Bien que les alcools soient ainsi de bons candidats pour nos expériences, il n’est pas autorisé d’utiliser l’alcool ni aucun autre liquide inflammable dans les expériences spatiales pour des raisons de sécurité. Donc, ce sont plutôt l’eau ainsi qu’un liquide technique dit HFE (hydrofluoroéther) qui sont souvent préférés. Un autre problème est que l’eau est assez peu volatile à la température ambiante (à moins d’être réchauffée) de sorte qu’il est bien difficile de visualiser son nuage de vapeur qui n’est pas suffisamment dense. Heureusement, il existe toute une gamme de liquides HFE à volatilités différentes mais avec d’autres propriétés physico-chimiques assez similaires.

De plus, le HFE n’est pas inflammable ni toxique et est un bon isolant électrique (donc pas de problèmes graves en cas d’une fuite dans des circuits électriques). Donc, toutes nos expériences ont été réalisées avec le liquide HFE-7100 qui est suffisamment volatil à la température ambiante. Une bonne quantité de vapeur se forme autour de la goutte assez rapidement. D’ailleurs, les molécules HFE sont assez grandes de sorte que la différence entre la gravité normale et la micropesanteur est davantage accentuée. A noter finalement que dans un premier temps, on testera d’abord le cas plus simple d’un nuage de vapeur autour d’un ménisque créé au bout d’un tuyau.

La question suivante est comment accéder à des conditions de micropesanteur sans vraiment aller dans l’espace.

Il y en a trois moyens principaux (cliquer pour davantage de renseignements) :

1. Tour de chute
2. Fusées-sondes
3. Vols paraboliques

Chaque moyen a ses avantages et ses inconvénients. On a opté pour les vols paraboliques afin de bénéficier d’un direct accès à la manip pendant la phase de micropesanteur. D’ailleurs, on dispose d’au moins 30 paraboles en total ; ce qui veut dire 30*19 secondes de micropesanteur (pourtant seulement 19 secondes pour chaque parabole). Ceci nous permet de tester plusieurs cas avec des paramètres différents.

 

Résultats :

Une installation assez sophistiquée a été conçue au service TIPs à cette fin. Elle est composée d’une boîte de Zarges comprenant la cellule expérimentale, du matériel optique, des circuits fluides, etc., ainsi qu’une console d’ordinateyr, comme montré dans la figure. Pour opération en micropesanteur, tous les procédés ont été automatisés ne demandant qu’un appui sur un bouton. La partie expérimentale comprend quant à elle une cellule étanche avec un long tuyau circulaire soudé au centre de la plateforme en bas de la cellule. Une pompe à perfusion injecte des quantités de liquide spécifiées dans le tuyau lors de la phase de micropesanteur. Comme déjà indiqué, on recourt à l’interférométrie de Mach-Zehnder afin d’étudier la distribution de la vapeur autour du ménisque liquide. On constate une claire différence dans les images interférométriques: Le nuage de vapeur a l’air plus ou moins sphérique en micropesanteur, ce à quoi on s’attend au vu des lois de diffusion de Fick classiques. Pourtant, il est assez aplati en gravité normale (la vapeur de HFE étant bien plus lourde que l’air).

 

 

 

 

 

Cursus menant à ce type de recherches :

CHIM-H402 – Modeling and design of multiphase systems and reactors

Comment exploiter les études aérothermodynamique effectuées dans les installations de test au sol pour un espace plus propre?

Comment exploiter les études aérothermodynamique effectuées dans les installations de test au sol pour un espace plus propre?

Enrico Anfuso, chercheur à la VUB et à l’institut von Karman, mène des recherches sur les souffleries à plasma qui imitent les phénomènes hypersoniques subis par les débris spatiaux lors de leur entrée dans l’atmosphère. Les recherches d’Enrico visent à réduire l’écart entre les essais en vol et au sol.

Professeur Aurélie Bellemans, VUB (aurelie.bellemans@vub.be)

Professeur Olivier Chazot, von Karman Institute (chazot@vki.ac.be)

Doctorant Enrico Anfuso,  VUB – von Karman Institute (enrico.anfuso@vki.ac.be) (Boursier Frank De Winne – FWO)

Mechanical engineering (MECH) / FLOW (thermo and fluid dynamics)

Ingenieurswetenschappen

Les débris spatiaux sont définis comme tous les objets artificiels en orbite terrestre qui ne sont plus fonctionnels. La grande quantité de débris spatiaux pourrait constituer une menace pour les satellites actifs. Comme l’une des solutions possibles, l’agence spatiale Européenne (ESA) a recommandé que les débris spatiaux soient brûlés dans l’atmosphère. La conception de cette destruction dans l’atmosphère est réalisée dans une soufflerie à plasma à l’Institut von Karman. Le Plasmatron est une installation à haute enthalpie dans laquelle un jet de plasma est généré dans une chambre d’essai maintenue à une pression sub-atmosphérique (entre 5 et 350 mbar). Le plasma est généré en chauffant un gaz (argon, N2, CO2, air ou tout autre mélange gazeux) à des températures allant jusqu’à environ 10,000 degrés. Notre connaissance des phénomènes physico-chimiques liés à la rentrée atmosphérique est encore assez limitée, et les conditions de test doivent être mieux traitées pour une meilleure extrapolation vol-sol. Une compréhension plus approfondie du phénomène est fondamentale dans une perspective globale d’un espace plus propre.

Des études antérieures ont souligné que les mécanismes physico-chimiques modélisant le déséquilibre chimique du débit, et les caractéristiques d’instabilité du jet peuvent considérablement influencent les conditions de test, mais elles sont généralement ignorées. Dans ce projet, nous allons étudier ces modèles en partant d’une analyse de quantification d’incertitude robuste basée sur une analyse Bayésienne. Les fluctuations du plasma seront étudiées à travers une campagne expérimentale réalisée dans le Plasmatron. Le couplage entre l’instabilité du jet plasma et les mécanismes physico-chimiques seront étudiés à travers le développement de nouvelles méthodes utilisant des techniques de classification automatique type « machine-learning » pour étudier l’impact sur les conditions d’essai. Les résultats seront extrapolés au vol et vérifiés à l’aide de codes numériques de haute fidélité et validés avec des données de vol réelles.

Nous collaborons avec Antwerp Space pour la validation de nos outils Machine Learning sur leurs applications en orbit.

Plus d’informations :

Nous avons obtenu une bourse « Frank De Winne » pour le financement du doctorat d’Enrico Anfuso. C’est la première bourse pre-doc pour la recherche spatiale en Flandre. 5 bourses ont été attribuées en décembre 2021.

https://www.knack.be/nieuws/belgie/eerste-frank-de-winne-mandaten-voor-ruimtevaart-toegekend/article-belga-1807945.html?cookie_check=1642170857

https://www.fwo.be/en/news/announcements/frank-de-winne-phd-fellowships/

https://press.vub.ac.be/research-on-extraterrestrial-life-and-protection-against-extreme-heat-during-space-travel

 

Cursus menant à ce type de recherches :

Etudes à l’Ecole Polytechniques de Bruxelles – Ingénieur en électromécanique – BRUFACE (aeronautics)

L’atmosphère terrestre sous surveillance

L’atmosphère terrestre sous surveillance

Les sondeurs atmosphériques embarqués sur les satellites d’observation de la Terre permettent aujourd’hui de cartographier globalement les gaz à effet de serre et de nombreux polluants de l’air. Ils participent de cette manière au suivi des événements extrêmes, de la qualité de l’air, du climat ou encore de couche d’ozone.

• Académiques : Lieven Clarisse, Cathy Clerbaux, Pierre Coheur
• Chercheurs : Rosa Astoreca, Sophie Bauduin, Bruno Franco, Daniel Hurtmans, Martin Van Damme, Catherine Wespes, Simon Whitburn
• Doctorants : Hélène De Longueville, Gilles Lecomte, Lara Noppen

Voir: https://squares.ulb.be/atmosphere.html

Département de Chimie / laboratoire SQUARES

Sciences

Des centaines de satellites sont aujourd’hui actifs en orbite autour de la Terre. Si la majorité répond aux besoins des technologies de télécommunications ou de navigation, une part croissante est désormais dédiée à l’observation de la Terre. Ces satellites d’observation viennent en appui aux sciences de l’environnement, dans toutes ses thématiques. Ils soutiennent également les initiatives de développement durable, qui visent à définir et sécuriser le monde dans lequel nous évoluerons à l’avenir.

Le laboratoire SQUARES travaille depuis de nombreuses années avec le LATMOS à Paris sur les missions satellitaires de sondage atmosphérique reposant sur des instruments de haute résolution spectrale opérant dans le domaine de l’infrarouge. C’est le cas notamment de la mission IASI, sur les plateformes météorologiques européennes Metop (3 plateformes successives), qui fournit des mesures depuis 2006. Ces mesures sont analysées par des outils que nous développons au laboratoire, de manière à cartographier quotidiennement et globalement les gaz présents à l’état de trace dans l’atmosphère terrestre. L’étude des distributions de concentrations de ces gaz, parmi lesquels d’importants polluants de l’air (CO, NH3), des gaz à effet de serre (CO2, CH4, CFCs) ou encore de l’ozone, permet de mieux comprendre le système atmosphérique et surtout la manière dont il est perturbé par les activités anthropiques. Ces dernières années les travaux du groupe ont notamment permis de faire des avancées majeures dans le suivi de la pollution globale mais aussi dans l’identification de sources locales de pollution, industrielles ou agricoles. Avec les 15 années de mesures à notre disposition, nous contribuons également au suivi sur le long terme de la couche d’ozone et de différentes variables climatiques. Finalement, nous contribuons au développement d’outils d’alerte dans le contexte de la surveillance opérationnelle de panaches volcaniques et de feux.

Les progrès enregistrés depuis le lancement de IASI participent grandement au développement des futurs sondeurs européens, qui prendront le relais à l’horizon 2025. Il s’agit en particulier des sondeurs IASI-NG et IRS, qui opéreront respectivement depuis les plateformes européennes en orbite polaire et géostationnaire. Les chercheurs du laboratoire SQUARES sont très fortement impliqués dans ces activités de développement, en partenariat avec les agences spatiales européennes. Ils sont également à l’origine de la mission candidate « Earth Explorer 11 » Nitrosat, qui vise à cartographier à une résolution spatiale inégalée de 250 m l’ammoniac et le dioxyde d’azote.

Plus d’informations :

https://actus.ulb.be/fr/actus/recherche/climat-ce-que-revele-le-sondeur-atmospherique-iasi-et-ses-45-milliards-dobservations

https://actus.ulb.be/fr/actus/recherche/la-mission-satellite-nitrosat-preselectionnee-par-lagence-spatiale-europeenne

https://actus.ulb.be/fr/presse/communiques-de-presse/recherche/comment-les-acides-organiques-se-forment-dans-latmosphere

 

Cursus menant à ce type de recherches :

• Master en Sciences (Chimie, Physique, Environnement, Bioingénieur) ou Sciences Appliquées.
• Doctorat en Sciences

Est-ce que la théorie d’Einstein de la gravitation est bien correcte près des trous noirs?

Est-ce que la théorie d’Einstein de la gravitation est bien correcte près des trous noirs?

Nous avons vu des trous noirs! Nous avons entendu des trous noirs! Mais sont-ils bien les trous noirs de la théorie d’Einstein ou bien cachent-ils des modifications subtiles des lois de la physique connue?

Geoffrey Compère, chef d’équipe

Lorenzo Küchler, doctorant

Yan Liu, doctorant

Adrien Druart, doctorant

Ludovico Machet, doctorant

Physique mathématique des Interactions Fondamentales

Sciences

Cela fait plus de 100 ans que Einstein a dérivé sa célèbre théorie de la gravitation, et celle-ci a été testée avec succès quand la gravitation est faible, près d’étoiles, dans la galaxie et dans l’univers entier lui-même. Mais lorsque beaucoup de masse est concentrée sans assez de force nucléaire pour l’empêcher de s’effondrer sur elle-même, comme à la fin de vie d’étoiles très massives, un trou noir se forme: un astre astrophysique extrême aux propriétés encore mystérieuses. L’objectif de mon projet de recherche est d’étudier la théorie d’Einstein et ses modifications potentielles autour de tels trous noirs. Lorsque deux trous noirs tourbillonnent l’un autour de l’autre, ils perdent de l’énergie et finissent par fusionner ce qui libère une énergie incroyable dans l’espace, et qui peut être observée ou « entendue » par des détecteurs dits « d’ondes gravitationnelles ». En plus des observateurs terrestres déjà existants (LIGO, Virgo et KAGRA), un tel détecteur sera placé dans l’espace dans les dix prochaines années, c’est la mission LISA de l’agence spatiale européenne sur laquelle travaille mon équipe.

Une autre prédiction de la théorie d’Einstein est que les trous noirs éclairés par une source, par exemple des gaz chauds qui radient autour du trou noir, produisent des anneaux de lumière concentriques autour du trou noir. Mon équipe s’intéresse aussi à ces anneaux enchevêtrés qui pourraient être détectés dans le futur par un téléscope virtuel de la taille du rayon Terre-Lune en combinant les téléscopes terrestres avec de nouveaux téléscopes placés sur la lune.

Un résultat récent de mon équipe est la description mathématique complète du mouvement d’un petit trou noir près d’un trou noir supermassif proche du point de non-retour où le petit trou noir entame sa chute irréversible vers le trou noir géant.

Plus d’informations :

Publication récente: https://inspirehep.net/literature/1848457

 

Cursus menant à ce type de recherches :

Master en Physique, doctorat en Physique.

Comment développer les bons matériaux pour la protection thermique des navettes spatiales lors de leur retour vers la Terre ?

Comment développer les bons matériaux pour la protection thermique des navettes spatiales lors de leur retour vers la Terre ?

Les navettes spatiales subissent des conditions thermiques extrêmement sévères lors de leur retour dans l’atmosphère: la température de l’air qui les entoure peut atteindre 10 000°C. Le choix et le dimensionnement de leurs systèmes de protection thermique demandent donc une grande précision.

Les équipes de recherche FLOW (de la VUB) et ATM ( de l’ULB) forment ensemble un groupe de recherche commun appelé BRITE: Brussels Institute for Thermal-fluid systems and clean Energy. Chez BRITE, nous étudions différents aspects des systèmes thermiques et fluides, des écoulements autour des ailes d’avion et d’éolienne au fonctionnement des centrales électriques et des réseaux de chaleur, en passant par la décomposition des systèmes de protection des navettes spatiales et la combustion de l’hydrogène.

FLOW (VUB) et ATM (ULB) – BRITE (commun)

Bruface

Certains systèmes de protection thermique sont basés sur la décomposition et la transformation du matériau de protection sous l’effet de la chaleur. Les gaz émis lors de sa décomposition peuvent remonter vers la surface et la refroidir, augmentant de cette manière l’effet de protection thermique. Il est évidemment aussi très important de pouvoir prédire les caractéristiques isolantes du matériau avant, pendant et après sa décomposition. Etant donnée que l’évolution de l’état du matériau dépend de son interaction avec les gaz très chauds qui s’écoulent à sa surface, il faut disposer de modèles précis pour prédire à la fois cette écoulement et la décomposition du matériau solide, et tout cela pour des conditions très difficiles à reproduire en laboratoire. En collaboration avec l’Institut Von Karman (VKI), des chercheurs de la VUB et de l’ULB développent des modèles et des expériences de validation pour choisir et dimensionner les systèmes de protection thermiques de la manière la plus précise possible.

Cursus menant à ce type de recherches :

Ingénieur civil spécialisé en électromécanique ou en matériaux