Poursuivre une éclipse solaire avec un avion supersonique
À quoi ressemblait l’éclipse solaire totale près du point maximum
L’éclipse solaire totale du 30 juin 1973 est visible depuis les régions géographiques suivantes :
Éclipse partielle : est de l’Amérique du Sud, sud de l’Europe, Afrique, Moyen-Orient
Eclipse totale : Guyane, Suriname, Mauritanie, Mali, Niger, Tchad, Soudan, Ouganda, Kenya
La carte de droite représente les régions géographiques de visibilité des éclipses. Cliquez sur la carte pour l’agrandir. Pour une explication des caractéristiques apparaissant sur la carte, voir Key to Solar Eclipse Maps.
L’instant de la plus grande éclipse a lieu le 30 juin 1973 à 11:38 :41 TD (11:37:57 UT1). C’est 0,5 jour après que la Lune ait atteint le périgée. Pendant l’éclipse, le Soleil est dans la constellation des Gémeaux. Le mois synodique au cours duquel l’éclipse à lieu à un nombre de lunaison brune de 625.
L’éclipse appartient à Saros 136 et est le numéro 35 des 71 éclipses de la série. Toutes les éclipses de cette série se produisent au nœud descendant de la Lune. La Lune se déplace vers le nord par rapport au nœud à chaque éclipse successive dans la série et le gamma augmente.
L’éclipse solaire du 30 juin 1973 est une éclipse totale exceptionnellement longue avec une durée à la plus grande éclipse de 07m04s. Sa magnitude d’éclipse est de 1,0792.
L’éclipse solaire totale du 30 juin 1973 est précédée deux semaines plus tôt par une éclipse lunaire pénombrale le 15 juin 1973, et elle est suivie deux semaines plus tard par une éclipse lunaire pénombrale le 15 juillet 1973 .
Ces éclipses ont toutes lieu au cours d’une même saison d’éclipses.
Les prévisions d’éclipse sont données à la fois en temps dynamique terrestre (TD) et en temps universel (UT1). Le paramètre ΔT est utilisé pour effectuer la conversion entre ces deux instants (c’est-à-dire UT1 = TD – ΔT). ΔT a une valeur de 43,9 secondes pour cette éclipse.
Les éclipses de soleil – La Terre à l’ombre de la Lune
A de multiples égards, la nouvelle éclipse de soleil, qui se produira le 30 juin 1973, en fin de matinée, est exceptionnelle. La Lune va masquer totalement le Soleil le long d’une ligne traversant les régions chaudes et sèches de l’Afrique saharienne, où le ciel généralement sans nuages et sans trop de poussières devrait être favorable aux observations. Ce qui ne fut pas le cas pour l’éclipsé de 1955, totale en Indochine et en Indonésie, où les conditions météorologiques furent très mauvaises. En outre, la durée de l’éclipsé sera la plus longue depuis cent soixante-dix-sept années, environ sept minutes en Afrique.Aussi, les astronomes de nombreux pays ont-ils mobilisé des moyens d’observation très importants. Une équipe française installée au Tchad, quatre autres équipes françaises installées à Atar, en Mauritanie, avec plusieurs groupes d’astronomes étrangers, braqueront de nombreux instruments vers le Soleil.Mieux, pour la première fois, un avion – Concorde – va voler à une vitesse telle que le Soleil sera, pour ses passagers, masqué par la Lune pendant quatre-vingts minutes. Jamais une éclipse n’aura été observée aussi longtemps. L’avion, qui suivra une trajectoire particulière au-dessus de l’Afrique, a été équipé de cinq instruments, deux français, deux britanniques, un américain, et emmènera les équipes de chercheurs qui ont proposé ces expériences.Un groupe d’astronomes de l’observatoire de Meudon, qui participera à ces observations, a bien voulu rédiger ce dossier.
Une éclipse de Soleil se produit chaque fois que la Lune passant entre la Terre et le Soleil masque ce dernier partiellement ou totalement aux yeux d’un observateur terrestre. Ce qui implique qu’une éclipse de Soleil a lieu nécessairement à l’époque de la nouvelle Lune, époque à laquelle la Lune se trouve précisément dans la direction du Soleil. Par un pur hasard, vus de la Terre, le Soleil et la Lune ont presque le même diamètre apparent. Ainsi la Lune parvient-elle à certains moments à masquer complètement le Soleil.
Selon la position de l’observateur terrestre, l’éclipsé de Soleil peut être invisible, partielle ou totale (voir le schéma). S’interposant entre la Terre et le Soleil, la Lune projette derrière elle un cône d’ombre. Si l’observateur se trouve dans ce cône d’ombre (région A), il verra une éclipse totale. Dans les régions (B) situées derrière le cône d’ombre, le diamètre de la Lune apparaît un peu plus petit que celui du Soleil et le Soleil forme un anneau brillant autour du disque noir de la Lune : l’éclipse est annulaire. Dans les régions (C) et (D) adjacentes aux précédentes, le disque du Soleil est partiellement masqué par la Lune qui y dessine un croissant plus ou moins grand selon les régions où est placé l’observateur : l’éclipse est partielle.
Mais la dénomination éclipse partielle a aussi un autre sens : pour les astronomes une éclipse est partielle si, quelle que soit la région où l’on se trouve, la Lune ne masque jamais entièrement le Soleil.
Le phénomène de l’éclipse dépend des positions relatives de la Terre, de la Lune et du Soleil. La Lune décrit, en effet autour de la Terre une orbite non pas circulaire mais elliptique et elle s’en éloigne au minimum de 356 400 kilomètres et au maximum de 406 700 kilomètres. De même la Terre décrit autour du Soleil une orbite elliptique. Ainsi, comme le diamètre apparent de la Lune est très voisin de celui du Soleil, il suffit que la Lune soit à sa position la plus éloignée de la Terre pour que le cône d’ombre n’arrive pas jusqu’à la Terre et que, par conséquent, la Lune ne masque pas complètement le Soleil (ce cas a été représenté sur le schéma en indiquant en pointillé la position extrême de la Terre).
Poursuivre une éclipse solaire avec un avion supersonique
En 1973, lors d’une éclipse totale du Soleil, l’astronome français Pierre Léna avait monté une mission hors norme : la poursuite de l’ombre de la Lune à deux fois la vitesse du son, à bord d’un prototype de l’avion supersonique français, le Concorde.
Le 30 juin 1973, l’avion supersonique Concorde 001 décollait de Las Palmas, aux Canaries (Espagne), pour poursuivre une éclipse totale du Soleil : « l’éclipse du XXe siècle », qui a plongé l’Afrique dans l’obscurité pendant plus de sept minutes, une durée exceptionnelle. Durant 74 minutes, les passagers sont restés dans l’ombre de la Lune. Un record inégalé, à l’heure où les Américains prévoient de faire voler pas moins de onze avions pour pourchasser « The Great American Eclipse » (la grande éclipse américaine), le 21 août 2017. Rencontre avec le «recordman de l’éclipse du Soleil», l’astrophysicien Pierre Léna, organisateur de cette incroyable course.
Comment avez-vous pensé à utiliser le Concorde pour poursuivre une éclipse solaire ?
Bien avant 1973, lorsque j’étais en poste aux Etats-Unis, j’ai volé sur des avions pour étudier le Soleil dans l’infrarouge depuis la basse atmosphère. De retour en France, à la fin des années 1970, j’ai décidé de monter des observations sur l’avion Caravelle. Dans mon laboratoire, nous avions ainsi l’expérience des missions aéroportées. C’est à cette période que j’ai eu l’idée un peu folle de profiter d’un prototype du Concorde pour observer l’éclipse solaire de 1973. Un calcul simple montrait que si l’on ne peut voir une éclipse de manière traditionnelle que quelques minutes, lorsqu’on la suit avec un avion supersonique, l’observation peut durer beaucoup plus longtemps.
Concrètement, comment cette aventure a-t-elle commencé ?
Dans un premier temps, je suis allé voir André Turcat, le pilote qui dirigeait depuis 1969 tous les essais de cet avion. Je ne le connaissais pas. Mais dès notre première rencontre, sa réaction a été positive : l’idée lui plaisait. Cet épisode a été crucial, car si ce pilote, polytechnicien et fondateur de l’Académie nationale de l’air et de l’espace, était partant, le projet était bien engagé.
Racontez-nous cette extraordinaire poursuite.
André Turcat était aux commandes du prototype 001, qui a décollé à la seconde près – suivant nos calculs – de Las Palmas, aux Canaries. Peu après, nous sommes entrés dans l’ombre de la Lune, au-dessus de la Mauritanie. Nous étions alors à deux fois la vitesse du son, dans la stratosphère. Le rendez-vous de cet avion avec l’ombre de la Lune s’est effectué précisément à l’instant et aux points fixés par nos calculs. Nous sommes restés 74 minutes durant dans l’obscurité totale imposée par la Lune au Soleil. A bord du Concorde, nous étions huit astronomes et un photographe : deux Américains, deux Britanniques, un Australien et deux équipes françaises : celle de Serge Koutchmy (célèbre chercheur-chasseur d’éclipse français qui projette de suivre scientifiquement l’éclipse du 21 août 2017 dans l’Idaho – NDLR) et ma propre équipe. Chacun des scientifiques présents à bord surveillait son instrument pour étudier le Soleil et surtout sa couronne, qui n’est visible qu’à cette occasion. Nous avons finalement atterri à Fort-Lamy (actuellement N’Djamena, NDLR), la capitale du Tchad. Aucun homme auparavant n’avait vu le Soleil éclipsé aussi longtemps. Et ce record n’est toujours pas battu.
Combien y avait-il d’expériences embarquées ?
Nous avions à bord cinq expériences différentes. Deux étaient à la limite de la faisabilité, trois autres étaient plus simples, pour ne pas mettre tous nos œufs dans le même panier. Finalement, les cinq manipulations ont parfaitement fonctionné. Pourtant, nous avions eu peu de temps pour les mettre au point, entre le moment où nous avons eu le feu vert et le financement : moins de cinq mois pour transformer l’avion, monter l’expédition, concevoir les expériences, les mettre au point, les tester en vol… Une gageure qui s’est transformée en essai réussi. Nous avons à cette occasion approfondie notre connaissance de la frontière entre la chromosphère et la couronne solaire.
A quoi sert aujourd’hui la science des éclipses ?
Un grand tournant a eu lieu dans les années 1930, lorsque l’astronome français Bernard Lyot a mis au point le coronographe, un instrument qui permet d’occulter le disque solaire pour observer sa couronne. Cela a été une avancée technique et scientifique fondamentale, recréant artificiellement les conditions d’observation des éclipses solaires. Aujourd’hui, c’est un outil essentiel pour étudier les exoplanètes. L’instrument Sphere, installé au Chili (sur le Très Grand Télescope : Very Large Telescope, NDLR) n’est jamais qu’un coronographe formidable, de grande précision, qui reproduit artificiellement des éclipses stellaires. Il masque les étoiles pour voir les exoplanètes. C’est l’une des retombées scientifiques les plus intéressantes des éclipses solaires.
Des observateurs à bord du jet Concorde observent une éclipse solaire de 74 minutes
En 1973, une éclipse solaire, annoncée comme la plus longue depuis 1 000 ans, a été observée par des scientifiques britanniques, français et américains à bord du prototype français de l’avion supersonique Concorde 001, lors d’un vol entre Las Palmas, aux Canaries, et Fort Lamy, au Tchad. La trajectoire de la totalité a traversé l’Atlantique, le désert du Sahara et l’Afrique de l’Est. L’ombre de la lune a voyagé à plus de 3 000 km par heure. En volant à 55 000 pieds, la vitesse du jet a permis de voir l’éclipse solaire en continu pendant 74 minutes, soit dix fois plus longtemps que ce que pourrait voir un observateur au sol. Quatre mois plus tard, Concorde 001, le premier prototype à avoir volé, a été retiré le 19 octobre 1973, au Musée français de l’aviation de l’aéroport du Bourget. Il avait effectué 225 vols supersoniques sur un total de 397.
https://eclipsewise.com/solar/SEprime/1901-2000/SE1973Jun30Tprime.html