Musée des sciences et de la technologie du Canada
Trois choses que vous devriez savoir : comment l’engin spatial DART a réussi à changer l’orbite d’un astéroïde, que nous avons beaucoup plus de cinq sens et la science du caramel peut faire de vous un meilleur cuisinier
9 m
26 oct. 2022
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Musée de l’aviation et de l’espace du Canada
Musée de l'agriculture et de l'alimentation du Canada
Voici Cassandra Marion, Renée-Claude Goulet et Michelle Campbell Mekarski.
Ces conseillères scientifiques d’Ingenium fournissent des conseils éclairés sur des sujets importants pour le Musée de l’aviation et de l’espace du Canada, le Musée de l’agriculture et de l’alimentation du Canada et le Musée des sciences et de la technologie du Canada.
Dans cette captivante série mensuelle de billets publiés sur le blogue, les conseillères scientifiques d’Ingenium présentent des « pépites » d’information insolite en lien avec leur champ d’expertise respectif. Pour l’édition d’octobre, elles expliquent comment l’engin spatial DART a réussi à changer l’orbite d’un astéroïde, que nous avons beaucoup plus de cinq sens et la science du caramel peut faire de vous un meilleur cuisinier !
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L’impact de l’engin spatial DART dans l’astéroïde Dimorphos, projetant de la roche et de la poussière dans l’espace, capté par le LICIACube.
L’engin spatial DART a réussi à changer l’orbite d’un astéroïde!
Pour la première fois, les humains ont changé l’orbite d’un corps planétaire. Il s’agit d’une réalisation qui pourrait être bénéfique pour tout le monde.
En septembre 2022, l’engin spatial de la mission Double Asteroid Redirection Test (DART) a intentionnellement percuté la lune d’un petit astéroïde pour tenter de changer sa trajectoire. Après deux semaines de surveillance, les résultats ont de loin dépassé les attentes. La période orbitale de l’astéroïde Dimorphos, soit le temps qu’il met à compléter une orbite autour de son astéroïde apparenté, a été réduite de 32 minutes ou 4 %.
L’engin spatial DART avait environ la taille d’un réfrigérateur (1,3 m de long) et est entré en collision avec Dimorphos qui fait 160 m de large et orbite autour de Didymos qui fait 780 m de large. L’engin spatial de 600 kg a percuté l’astéroïde à une vitesse de 22 530 km/h. L’impact a été observé et capté par DRACO, la caméra de l’engin spatial DART ; le LICIACube de l’Agence spatiale italienne (un tout petit satellite cube lancé en même temps que DART) ; les télescopes spatiaux Hubble et James Webb ; et par divers télescopes sur Terre.
Les premières observations de l’impact étaient incroyables! Avant d’être détruite par l’impact, la caméra DRACO a renvoyé le premier gros plan de la surface très rocheuse de l’astéroïde. Des images du LICIACube, ainsi que des télescopes James Webb et Hubble, montrent un panache de matières rejetées par Dimorphos et formant des rayons. Au fil du temps, les éjectas se sont dessinés pour former une sorte de queue de comète faisant quelque 9 500 km de long. Les propriétés de la queue changent constamment et continuent d’être surveillées pour mieux comprendre le phénomène.
Le changement des propriétés orbitales, l’objectif premier de la mission, devait être évalué dans un délai raisonnable depuis les télescopes sur Terre. La paire d’astéroïdes a été observée pendant plusieurs semaines pour effectuer des calculs répétés du temps nécessaire à Dimorphos pour orbiter Didymos. Avant l’impact, Dimorphos a mis 11 heures et 55 minutes pour compléter une orbite. Après l’impact, il a mis 11 heures et 52 minutes. Bien qu’il soit difficile de distinguer les deux astéroïdes à partir du sol, lorsque Dimorphos passe devant ou derrière Didymos, il y a un changement mesurable de leur luminosité combinée ou totale. Lorsque l’intervalle de temps entre les changements est mesuré, la période orbitale peut être déterminée.
Les scientifiques continueront d’observer ce système d’astéroïde binaire pour mieux comprendre les propriétés orbitales, physiques et chimiques de Dimorphos, le cratère formé par l’impact et les éjectas.
Le test DART a été réalisé dans le cadre de la stratégie de défense planétaire de la NASA : déterminer si un impact cinétique, fracasser quelque chose dans un astéroïde pour changer sa trajectoire, est une solution viable pour atténuer la menace qu’un futur astéroïde potentiellement dangereux pose à la Terre. Ne vous inquiétez pas, cet astéroïde n’est pas actuellement en direction de notre planète et aucun gros astéroïde connu ne présente une menace imminente. Le centre d’études sur les objets géocroiseurs de la NASA, en collaboration avec d’autres institutions de partout au monde, assure une surveillance constante afin de repérer les menaces à notre Terre.
Par Cassandra Marion
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Nous ressentons le monde de bien plus de façons que nous le pensons. La vue, l’odorat, le goût, l’ouïe et le toucher ne sont que le début.
Combien de sens avez-vous vraiment? Indice : Il y en a plus que cinq!
Combien de sens avez-vous? La plupart des gens diraient probablement cinq : la vue, l’ouïe, le goût, le toucher et l’odorat. Les humains peuvent toutefois ressentir beaucoup plus que ça.
Nous faisons l’expérience du monde par nos sens. Ce sont nos sens qui alertent notre cerveau que des biscuits sont peut-être en train de brûler au four, qu’une boisson gazeuse est sucrée et pétillante, qu’un coucher de soleil est coloré, ou que nous avons touché à une poêle chaude.
Toute information sensorielle se rend à notre cerveau par un chemin semblable. Des cellules sensorielles spécialisées reçoivent une sorte de stimulus, puis elles transmettent un signal par nos nerfs à notre cerveau, où il est interprété. Nous avons de nombreux types de cellules sensorielles qui sont regroupées en catégories selon le type de stimulus auquel elles répondent.
Les photorécepteurs sont des cellules sensorielles qui détectent la lumière. La plupart des photorécepteurs se trouvent dans les yeux et sont essentiels pour percevoir la lumière. Nous avons plusieurs types de cellules photoréceptrices dans nos yeux, dont trois types de cônes rétiniens qui nous permettent de voir en couleur et des bâtonnets rétiniens qui nous aident à voir quand la lumière est faible. Récemment, des chercheurs ont découvert un autre type de photorécepteurs nommés cellules ganglionnaires de la rétine photosensibles , qui semblent jouer un rôle dans notre rythme circadien et notre production de mélatonine, et peuvent contribuer à notre notion du temps.
Les chémorécepteurs sont des cellules sensorielles qui réagissent à certains produits chimiques. Ils se trouvent principalement sur notre langue et dans notre nez, permettant ainsi à nos sens de goûter et de sentir. Nous avons des centaines de types de récepteurs de l’odorat, et chacun réagit à une molécule spécifique. Nous avons également des chémorécepteurs dans nos vaisseaux sanguins, lesquels permettent à notre corps de détecter les niveaux de dioxyde de carbone, de sucre, d’eau et d’acidité dans notre sang.
Les mécanorécepteurs sont des cellules qui réagissent aux forces mécaniques, comme l’étirement, la pression ou la vibration. Nous avons plusieurs types de ces récepteurs dans notre peau qui nous permettent de ressentir un toucher délicat, les vibrations, l’étirement, les textures et la douleur. Les récepteurs qui ressentent l’étirement de notre vessie nous avertissent que nous « avons besoin de faire pipi ». Les mécanorécepteurs sensibles dans nos oreilles internes peuvent être étirés ou comprimés par la gravité ou les ondes sonores, nous procurant notre sens de l’ouïe, de l’équilibre et de l’accélération. Les mécanorécepteurs dans notre corps et nos articulations nous donnent également le sens de proprioception qui permet à notre cerveau d’être conscient du positionnement et des mouvements de notre corps. Voilà pourquoi vous pouvez toucher votre nez quand vous avez les yeux fermés.
Les thermorécepteurs sont des cellules qui réagissent à la température. Certains nous permettent de ressentir le froid et d’autres la chaleur. La plupart d’entre eux se trouvent dans notre peau, mais certains se trouvent dans nos muscles, notre cerveau et notre foie.
Compter le nombre exact de nos sens est un peu complexe. Certaines personnes soutiennent que chaque type de cellule sensorielle doit être comptée comme un sens séparé. Ce qui voudrait dire que nous avons cinq « sens » de la vue et des centaines de « sens » de l’odorat. Même si on les regroupe, des sens comme l’équilibre, la proprioception ou la température sont tout de même souvent oubliés. Pour compliquer les choses encore davantage, la recherche sur nos sens se poursuit et on découvre encore de nouveaux types de cellules sensorielles (par exemple, un nouveau type de cellule sensorielle a été découvert en 2017, laquelle détecte la présence d’eau sur notre langue).
Alors, combien de sens avez-vous? La réponse demeure inconnue, mais il y en a certainement plus que cinq.
Par Michelle Campbell Mekarski
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C’est grâce à la réaction de Maillard que l’on obtient la riche saveur et couleur du caramel anglais!
La science du caramel peut améliorer vos compétences en cuisine!
Octobre nous offre l’Action de grâces et l’Halloween, donc beaucoup de gâteries! Les gens qui aiment préparer des produits de boulangerie et des pâtisseries tenteront peut-être de réaliser un favori d’antan cette année... le caramel. Comme tout ce que l’on cuisine, il y a beaucoup de chimie dans le processus de transformation des cristaux de sucre en délicieux bonbon doré et collant. La science du caramel peut en fait nous aider à comprendre deux importantes transformations chimiques en cuisine et en boulangerie, qui garantissent de savoureux résultats.
Maintenant, tous les caramels ne sont pas les mêmes. Tout d’abord, il y a le caramel mou plus épais que l’on retrouve souvent en petits cubes enrobés de chocolat ou recouvrant nos pommes. Puis, il y a la sorte plus coulante, généralement utilisée comme sauce ou garniture.
Les caramels mous et crémeux contiennent habituellement du sirop de maïs et de la crème riche en protéines, et tous les ingrédients sont cuits ensemble à feu moyen. C’est ici que la réaction de Maillard entre en jeu. « Qu’est-ce que la réaction de Maillard? », demandez-vous. Réaction qui procure le brunissement et la saveur, elle commence à agir entre 140 °C à 165 °C (280 °F à 330 °F) et on la retrouve partout en cuisine. Voilà la différence entre les légumes cuits à la vapeur et sautés à feu vif, ou entre la viande bouillie et grillée. Elle se produit lorsqu’on fait griller des noix, cuire du pain ou rôtir des graines pour faire du malt qui sert au brassage de la bière... des aliments qui sentent et goûtent bon. Chimiquement parlant, c’est lorsque les sucres et les composantes des protéines (acides aminés) réagissent ensemble sous l’effet de la chaleur afin de créer des substances brunes appelées mélanoidines et toutes sortes de composés aromatiques.
La deuxième sorte de caramel, qui commence avec une base de sucre caramélisé, est sans aucun doute plus compliquée à réussir. C’est parce que la caramélisation est beaucoup plus difficile à contrôler que la réaction de Maillard.
La caramélisation commence à une température plus élevée, soit environ 160 °C (320 °F), lorsque le sucre fond. Ce processus demande une attention soutenue au temps de cuisson pour ne pas faire brûler le caramel. Pendant la caramélisation, les sucres se décomposent et sont réarrangés en composés plus petits, produisant beaucoup de molécules aromatiques (ou odeurs) et de pigments appelés caramélanes. Dans cette réaction, il n’y a pas d’acides aminés avec lesquels le sucre peut interagir. La caramélisation consiste plutôt à brûler lentement les molécules de sucre. Voilà pourquoi il est si facile de surcuire et accidentellement créer des saveurs amères.
Pour les bonbons et les sauces au caramel, les deux réactions peuvent entrer en jeu à différents niveaux d’intensité et à différents moments. Donc, ce qui est vraiment important dans la réussite du caramel est le contrôle de la température et l’utilisation des bons ingrédients au bon moment pour ce que vous tentez de réaliser.
Comment on obtient différents produits à partir des mêmes ingrédients démontre bien pourquoi la fabrication de bonbons peut être si capricieuse. Aucune substitution n’est permise! Maintenant que vous en savez un peu plus à propos des deux populaires réactions de brunissement des aliments et de création de saveurs, pourquoi ne pas faire l’expérience avec vos propres recettes et voir si vous pouvez appliquer les mêmes concepts scientifiques à la saveur et aux arômes de vos plats!
Par Renée-Claude Goulet
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Michelle Campbell Mekarski
En tant que conseillière scientifique au Musée des sciences et de la technologie du Canada, Michelle Campbell Mekarski vise à combler l’écart entre la communauté scientifique et le public en rendant les sciences et la technologie intéressantes, accessibles et amusantes. Détentrice d’un doctorat en biologie évolutionniste et en paléontologie, elle possède de nombreuses années d’expérience en conception et en animation d’activités de vulgarisation scientifique. Dans ses temps libres à l’extérieur du Musée, elle enseigne à l’Université d’Ottawa ou à l’Université Carleton, fouille le sol à la recherche de fossiles ou se détend au bord de l’eau.
Cassandra Marion
Cassandra est la conseillère scientifique du Musée de l'aviation et de l'espace du Canada. Elle est titulaire d'un doctorat en géologie et en science et exploration planétaires. Ses recherches portent sur les cratères d'impact de météorites dans l'Arctique canadien. Elle a plus d'une décennie d'expérience dans le domaine de l'éducation et de la sensibilisation dans l’élaboration et la prestation de programmes scientifiques. Elle se consacre à partager sa passion pour les sciences avec les communautés proches et lointaines, et à améliorer la culture scientifique au Canada.
Renée-Claude Goulet
Renée-Claude est conseillère scientifique au Musée de l'agriculture et de l'alimentation du Canada et enseignante agréée de l'Ontario. Grâce à sa formation en biologie, en éducation et à ses nombreuses années d'expérience dans le développement et la mise en œuvre de programmes et expos au musée, elle a développé une expertise dans la communication de sujets liés à la science et à l'innovation qui sous-tendent la production d'aliments, de fibres et de carburants, auprès de publics variés.
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