Des lycéens mesurent le champ magnétique de la Terre depuis l’ISS
En utilisant un petit ordinateur.
L’ordinateur Raspberry Pi avec la carte d’extension Sense Hat, utilisée pour mesurer le champ magnétique. Nuno Barros e Sá
Trois lycéens du Portugal ont utilisé un ordinateur Raspberry Pi pour tenter de mesurer le champ magnétique terrestre depuis la Station spatiale internationale.
Quelle belle façon d’explorer la planète, n’est-ce pas ?
Les étudiants ont programmé un module complémentaire pour ce minuscule ordinateur bon marché afin de mesurer le champ magnétique terrestre en orbite. Connu sous le nom de Sense Hat, ce composant complémentaire contenait un magnétomètre, un gyroscope, un accéléromètre et des capteurs de température, de pression et d’humidité.
Le Sense Hat permet à votre ordinateur de détecter le monde qui l’entoure.
Publiés au nom de l’American Association of Physics Teachers par AIP Publishing, Lourenço Faria, Bernardo Alves et Miguel Cymbron, ainsi que leur mentor Nuno Barros e Sá, ont présenté les résultats de leur projet intitulé “Modeling the Earth’s magnetic field” dans l’American Journal of Physics.
Code à bord de la station spatiale
Le champ magnétique terrestre, également appelé champ géomagnétique, s’étend sur des dizaines de milliers de kilomètres dans l’espace, formant la magnétosphère de la Terre.
Le magnétomètre à fluxgate et le magnétomètre de précision à protons sont les plus couramment utilisés pour les mesures géomagnétiques.
En 2018, des chercheurs du Canada, des États-Unis et d’Europe ont mis au point un moyen innovant de mesurer le champ magnétique terrestre à distance. En zappant une couche d’atomes de sodium flottant à 100 kilomètres au-dessus de la planète avec des lasers au sol.
La méthode employée par les étudiants a vu le jour dans le cadre d’un concours.
L’Agence spatiale européenne s’est associée à la fondation Raspberry Pi du Royaume-Uni pour organiser un concours destiné aux élèves du secondaire. Connu sous le nom de “Astro Pi Challenge”, les étudiants devaient programmer un ordinateur Raspberry Pi avec un code à exécuter à bord de la station spatiale.
“J’ai vu le défi Astro Pi comme une occasion d’élargir mes connaissances et mes compétences, et il a fini par me faire découvrir la réalité complexe mais passionnante du monde pratique”, a déclaré Lourenço Faria, co-auteur et l’un des étudiants impliqués dans le projet.
La station spatiale avait acquis des données pour cartographier le champ magnétique de la Terre. Les étudiants ont utilisé ces données et ont comparé leurs résultats à ceux du champ de référence géomagnétique international (IGRF).
Carte de contours de l’intensité du champ magnétique à la surface de la Terre, à partir des données et de l’analyse des élèves. Source : Nuno Barros e Sá
Reconstruire les caractéristiques primaires de la Terre
L’IGRF utilise des observations et des satellites pour calculer les mesures du champ magnétique de la Terre. Ces données sont mises à jour tous les cinq ans.
Les étudiants ont donc comparé leurs mesures prises en avril 2021 avec les dernières données de l’IGRF de 2020. Leurs données différaient effectivement des résultats de l’IGRF d’une quantité significative mais fixe.
Toutefois, cette différence a été attribuée à un champ magnétique statique à l’intérieur de la station spatiale.
L’équipe a ensuite répété son analyse en utilisant 15 orbites supplémentaires de données de l’ISS et a remarqué une légère amélioration des résultats.
Le fait que les principales caractéristiques du champ magnétique terrestre aient pu être reconstituées avec seulement trois heures de mesures effectuées par un magnétomètre peu coûteux à bord de la station spatiale était quelque peu surprenant.
Un projet qui pourrait connecter les étudiants
Bien qu’il soit destiné à la station spatiale, le projet peut facilement être adapté aux mesures au sol à l’aide d’équipements de laboratoire ou d’applications de magnétomètre pour smartphones.
“Prendre des mesures autour du globe et partager les données via l’internet ou les médias sociaux constituerait un projet scientifique intéressant qui pourrait connecter les étudiants de différents pays”, a déclaré Nuno Barros e Sá, co-auteur et mentor des étudiants.
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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche
