Politique spatiale européenne: trajectoires des satellites, construction de la sécurité

Politique spatiale européenne: trajectoires des satellites, construction de la sécurité

Fin des années 1990-début des années 2000, la Commission européenne lance, en coopération avec l’Agence spatiale européenne (ESA), deux programmes spatiaux de satellites : l’un constitue un système de navigation (Galileo), l’autre un système d’observation de la Terre (Copernicus). Les deux systèmes sont qualifiés de « duaux », c’est-à-dire civils, mais dotés d’une composante sécuritaire, voire militaire.

Je mène ma recherche au sein du centre Recherche et Etudes en Politique Internationale (REPI) avec l’appui de mon comité de thèse : Christophe Wasinski (promoteur), Julien Jeandesboz et Mathias Delori

Sciences politiques

Philosophie et sciences sociales

Depuis ses débuts dans les années 1960, la coopération spatiale européenne inscrit ses activités dans une tradition civile à vocation commerciale et scientifique. Alors que la coopération spatiale européenne a su tirer son succès d’une telle tradition, comment expliquer le lancement, à la fin des années 1990-début des années 2000, de deux programmes dont la portée civile se mêle à des objectifs sécuritaires, voire militaires? Cette évolution pose d’autant plus question que ni l’ESA ni la Commission européenne n’ont a priori de mandat  en matière de sécurité. Au travers de deux cas d’étude que sont les programmes Galileo et Copernicus, cette thèse a pour objectif de comprendre comment se construit et se consolide la dualité des technologies spatiales, et plus précisément des satellites, par le suivi de leur trajectoire respective.
Au travers d’une approche sociologique dite d’étude des sciences et des technologies (STS), la démarche de cette recherche vise à étudier comment technologie et sécurité se construisent conjointement par la prise en compte des assemblages d’acteurs, d’intérêts, de pratiques et de représentations dans une perspective à la fois diachronique et synchronique, mêlant le monde social et politique à celui des sciences et des techniques.
La recherche s’appuie sur une enquête de terrain menée auprès des acteurs du secteur spatial européen et des institutions européennes, ainsi que sur des observations non-participantes.

 

Cursus menant à ce type de recherches :

Cette recherche s’établit dans la continuité de mon parcours d’étudiante à l’ULB en sciences politiques, orientation « relations internationales » à finalité « paix, sécurité et conflits ».
Elle n’est cependant pas cloisonnée à ce cursus spécifique et pourrait aussi bien convenir pour des étudiants en études européennes (sciences politiques), ou effectuant un master en sociologie ou en histoire.

L’Univers et ses mystères

L’Univers et ses mystères

La Cosmologie est une branche de l’astronomie qui étudie l’origine, la structure et l’évolution de l’Univers dans son ensemble.   Quelques mystères actuels que les cosmologistes tentent de résoudre:  quelle est l’origine de la matière noire et de l’énergie sombre, comptant pour 95% de la densité de l’Univers, pourquoi l’antimatière a-t-elle disparu, que s’est-il passé au moment du Big-Bang ?

Voir site du service de physique théorique.

Service de Physique Théorique

Sciences

La recherche en cosmologie se base sur les observations de plus en plus précises provenant des télescopes terrestres et spatiaux.   A l’ULB, nous sommes impliqués dans plusieurs grandes expériences internationales:

• le télescope spatial Euclid de l’agence spatiale européenne, dont le lancement est prévu fin 2022, qui cartographiera l’ensemble de l’Univers et étudiera l’évolution de ses structures
• le télescope spatial LiteBird qui observera le fond diffus cosmologique, la première « image » de l’Univers émise 400 000 ans seulement après le Big-Bang
• le Square Kilometre Array (SKA), le plus grand radiotélescope au monde, actuellement en construction, qui sondera l’époque de la formation des premières étoiles et galaxies

D’autre part, depuis 2015, l’astronomie est entrée dans l’ère de l’astronomie gravitationnelle, avec la détection des ondes gravitationnelles issues de la fusion de trous noirs.   Avec les ondes gravitationnelles, nous pourrions observer des phases de l’Univers encore plus proches du Big-Bang, mesurer précisément le taux d’expansion de l’Univers, ou en apprendre plus sur la matière noire si elle est composée de trous noirs primordiaux issus du Big-Bang.   Dans ce cadre, nous contribuons à trois collaborations internationales:

• Les détecteurs LIGO/Virgo/Kagra, qui ont aujourd’hui a leur actif la détection de près de cent fusions de trous noirs et étoiles à neutrons
• Le Télescope Einstein, un détecteur d’ondes gravitationnelles sous-terrain qui pourrait être construit à la frontière entre l’Allemagne, les Pays-Bas et… la Belgique
• Le futur détecteur d’ondes gravitationnelles dans l’espace LISA, de l’agence spatiale européenne

Nos domaines de recherche comprennent les modèles théoriques de matière noire (nouvelle particule, trous noirs primordiaux) et de l’Univers primordial, ainsi que le calcul de leurs signatures observationnelles.

Plus d’informations :

Site web du Service de Physique Théorique de l’ULB: https://www2.ulb.ac.be/sciences/physth/research.html

BelGrav:  https://www.virgo-gw.be/

 

Cursus menant à ce type de recherches :

Bachelier et Master en Physique

How does microgravity affect the vapor cloud distribution surrounding an evaporating liquid?

How does microgravity affect the vapor cloud distribution surrounding an evaporating liquid?

Experiments were conducted in parabolic flights to study the influence of microgravity on the vapor cloud surrounding an evaporating liquid meniscus. Optical interferometry has been used to visualize and characterize the shape of the vapor cloud. The setup was designed and fabricated at the Transfers, Interfaces, and Processes (TIPs) Laboratory at ULB.

Team Head: Prof. Pierre Colinet

Coordinator: Dr. Sam Dehaeck

Technical Coordinator: Dr. Senthil Kumar Parimalanathan

Team Member: Dr. Metin Hatipogullari

Team Member: Dr. Alexey Rednikov

Team Member: Dr. Hatim Machrafi

Technical support:  Mr. Herve Baudine

Transfers, Interfaces and Processes (TIPs) Laboratory

École polytechnique de Bruxelles, ULB

Objective:

To study the effect of microgravity on the vapour surrounding an evaporating liquid meniscus using optical interferometry

Experiment:

In the presence of gravity, a balloon filled with helium and a balloon filled with air behaves differently due to the difference in the gas density. Helium being lighter, the balloon rises, but the nitrogen balloon being heavy, it remains close to the ground. However, in microgravity, both the balloons rise. This is because the weight of the gas doesn’t matter anymore.

Imagine a drop of alcohol is deposited on a glass slide. Alcohols are usually volatile, so a vapor cloud surrounds the droplet quickly. However, we cannot use alcohol or any other flammable liquids for our space missions due to fire safety hazards. So, we use mostly water or a special engineering liquid called HFE (HydroFluroEther). Unfortunately, water evaporates very slow, and we cannot generate enough vapor (except if heated) for visualization within a short time for our tests. However, HFE comes in different forms with very similar chemical properties but different volatility.

Further, HFE is not flammable and insulating (accidental leakage into electrical circuits may not cause any harm). So all our experiments were conducted with HFE 7100, which is quite volatile. A significant amount of vapor can be seen surrounding a drop quickly. However, we are not interested in a droplet at this moment, but we will test a simple case of a vapor distribution above a meniscus in a vertical tube during microgravity.

The next question is, how do we generate microgravity conditions without going into outer space?

There are three main ways (click on the topic for more information):

1. Drop Tower
2. Sounding Rockets
3. Parabolic Flights

Each method has its advantages and disadvantages. We choose the Parabolic Flights to have direct access to the experimental setup during the microgravity phase. In addition, we have at least 30 parabolas, which means we have 30*19 seconds of microgravity (but only 19 seconds for each parabola), allowing us to test various cases with different initial parameters.

Results:

A sophisticated test rig has been developed in the TIPs laboratory for this purpose. The test rig consists of a Zarges box comprising the experimental cell, optics, fluid circuits, etc., and a control console, as shown in the figure. During microgravity, all the processes have been automated with a button click. The experimental setup consists of a closed-cell with a long circular pipe welded to the center of a platform. An infusion pump injects a specified amount of liquid into the tube during the microgravity phase. As defined earlier, Mach-Zehnder interferometry has been employed to study the vapor distribution surrounding the liquid meniscus. A clear difference can be seen from the phase-wrapped interferometric images. The vapor clouds are more or less diffusing spherically (following the classical Fick’s law of diffusion) in microgravity, but it is instead very flattened when gravity is present.

 

Cursus menant à ce type de recherches :

CHIM-H-402: Modeling and design of multiphase systems and reactors

La propulsion fusée hybride pour le lancement de Small Sats

La propulsion fusée hybride pour le lancement de Small Sats

L’équipe de ATM (Aéro-Thermo-Mécanique) travaille sur la propulsion fusée hybride avec donc un carburant solide et un comburant liquide ou gazeux dans un moteur fusée plus simple, moins coûteux et plus sécurisé avec une capacité de fortement moduler la poussée propulsive obtenue. ATM travaille aussi bien sur les aspects de design, que d’essais expérimentaux ou que de simulations numériques. Ce moteur peut servir pour un lanceur de small sats (de 50 à 100 kg).

Patrick Hendrick (professeur), Artur Bertoldi (post-doc), Riccardo Gelain (PhD student), Benoit Dequick (PhD student), Christopher Glaser (PhD student), Fabio Angeloni (Intern – Master student), Elisa Usai (Intern – Master student)

ATM (Aero-Thermo-Mechanics)

EPB

ULB-ATM dispose d’un banc d’essais pour tester des moteurs fusée hybrides avec une poussée de plusieurs kN avec toute l’instrumentation voulue et toutes les mesures de sécurité nécessaires.

ULB-ATM fabrique ces moteurs lui-même, y compris les pains de carburant, qui sont ici en paraffine, avec la capacité de donner à ces pains des formes optimisées par fabrication additive, afin d’améliorer les performances du moteur.

ULB-ATM collabore avec d’autres instituts de recherche européens sur ce sujet et ces set-ups expérimentaux (ONERA, DLR, …), notamment sur des thèses de doctorat à orientation expérimentale ou de simulations numériques des écoulements complexes.

Cursus menant à ce type de recherches :

Electro-Mechanical Engineering option Aero

Constellation d’imaginaires spatiaux – construction, fiction et mondes possibles

Constellation d’imaginaires spatiaux – construction, fiction et mondes possibles

Via la question de recherche « les agences spatiales construisent-elles l’espace au travers des images qu’elles diffusent? », il s’agit d’analyser l’acte de création de cette imagerie, ses espaces et temporalités à la lumière d’autres imaginaires spatiaux produits par des artistes.

Sabrina Parent, enseignante-chercheuse à l’Université libre de Bruxelles au sein de la Faculté de Lettres, Traduction et Communication, et membre du Centre de recherche Philixte, promotrice.

Aleksandra Chaushova, artiste, enseignante à ENSAV La Cambre au sein de l’atelier dessin, docteur en arts et sciences de l’art, promotrice.

Faculté de Lettres, Traduction et Communication

Cette recherche porte sur la construction de l’imagerie spatiale au travers des représentations du cosmos diffusées et produites par les agences spatiales et par les artistes. Quelle est la place des images dans la construction de l’espace, comment les agences les utilisent-elles et à quelles fins? Comment ces représentations sont-elles ensuite reçues par le grand public et utilisées, détournées par les artistes? Autant de questions qui, je l’espère, permettront de donner une vision, partielle et thématique, de ce qu’est l’espace aujourd’hui.

Ce travail s’articule autour de 5 chapitres. Les deux premières parties traitent de l’historique et de l’imagerie spatiale pré- et post- 1957, soit avant et après le début de la conquête spatiale. Nous y verrons l’articulation historique complexe qu’il existe entre images scientifiques et images artistiques.

Le troisième chapitre interroge la construction d’une imagerie spatiale dominante, celle des agences spatiales publiques occidentales. Via l’analyse de trois types de domination – institutionnelle, historique et scientifique -, nous questionnerons comment cet imaginaire relègue au rang d’alternatif tous les autres visions du cosmos.

La quatrième partie déconstruit le système de domination dans lequel évolue l’imagerie spatiale en proposant l’hypothèse selon laquelle les images du cosmos – scientifiques ou artistiques – sont des fictions.

De par ses caractéristiques – invisible ou presque, inaccessible, infini et passé – produire des images spatiales complètes est impossible. Dans cette perspective, toutes les représentations de l’espace sont des constructions qui créent une vision possible du cosmos.

A travers la théorie des mondes possibles fictionnels, nous proposons d’envisager la construction des imaginaires spatiaux sous la forme d’une constellation. Dans ce modèle, chaque image participe à la construction d’une vision possible de l’espace, plus ou moins proche de la réalité objective. Ces mondes possibles spatiaux s’influencent entre eux comme le feraient des objets célestes dans une galaxie. Les imaginaires spatiaux sont donc mobiles, évolutifs et vivants.

En proposant un modèle non hiérarchisé des images spatiales, nous voulons démontrer que l’espace n’est pas univoque mais qu’il se définit comme la somme de toutes les subjectivités. Dans cette perspective, les images dites alternatives de l’espace participent tout autant à sa réalité que les images provenant des agences spatiales publiques occidentales. .

Enfin, le dernier chapitre est consacré à l’étude de cas, l’imagerie spatiale de 4 artistes : Tomàs Saraceno, Aleksandra Mir, Rachel Dedman et Dragan Živadinov. A travers ces quatre analyses, nous découvrons comment les imageries spatiales se déploient sous des formes extrêmement variables, de la plus réaliste à la plus fictionnelle et engagent des visions et des réflexions cosmiques autant politiques, environnementales que poétiques.

Plus d’informations :

Site internet : https://louisecharlier.hotglue.me/

Cette recherche est un programme développé par l’agence spatiale Roscosmique qui promeut la création de nouveaux imaginaires spatiaux. Via des programmes spatiaux, Roscosmique s’inscrit dans le prolongement d’une histoire spatiale connue de tous, celle de la course à l’espace et des grandes institutions. Cette similitude de forme permet d’interroger précisément l’imaginaire produit par ces grandes puissances. Roscosmique est le lieu d’une dé- et re- construction d’un imaginaire et d’une pensée spatiale non plus tournée vers la conquête mais envisagée dans une relation plus humble et quotidienne avec l’espace. Il s’agit d’envisager la Terre comme partie intégrante de l’univers: nous sommes dans l’espace!

Roscosmique revendique l’importance des artistes dans la construction de nouveaux imaginaires spatiaux. L’espace étant presque inaccessible et invisible, les images et les récits sont les moyens les plus efficaces pour changer notre manière d’envisager le cosmos. L’espace est le miroir de nos sociétés contemporaines, il est donc essentiel de l’interroger. En plaçant au centre de la réflexion le.a témoin humain.e et non-humain.e, Roscosmique promeut un espace pour tous.tes. Un espace qui s’affranchit des récits et des images dominantes. Un espace ou chaque imaginaire cosmique à sa place.

 

 

 

 

Cursus menant à ce type de recherches :

Master en arts plastiques, visuels et de l’espace à finalité approfondie au sein de l’atelier dessin à l’ENSAV La Cambre en collaboration avec l’ULB.