Les logiciels de simulation [en astronomie] / Mario Tessier -- Astronomie-Québec, 2(5), septembre-octobre 1992, pages 24-26 (À suivre).
« Et pourtant elle bouge !». GaliléeL'avènement de l'informatique a permis le développement d'un outil particulièrement puissant dans des domaines aussi divers que la science, l'éducation et le divertissement : la simulation informatique. L'astronomie a bénéficié tout particulièrement de ce nouvel outil parce que les modèles mathématiques régissant la mécanique céleste sont bien connus depuis Kepler et Newton et qu'il est facile de vérifier l'exactitude des calculs par l'observation.
Le logiciel de simulation en astronomie permet, en général, d'animer des corps célestes selon des paramêtres que l'on peut contrôler à volonté. Dans d'autres cas, il reproduit des phénomènes astronomiques.
L'astronome amateur, qu'il soit débutant ou aguerri, trouvera dans les logiciels de simulation un triple intérêt.
L'aspect scientifique : le logiciel de simulation est d'abord un instrument scientifique de haute précision car il est généralement basé sur des calculs d'éphémérides afin d'offir la plus grande exactitude possible. L'astronome pourra ainsi visualiser à l'écran le transit d'un satellite jovien en temps réel ou, en moins de deux minutes, le déplacement héliocentrique des planètes au cours d'une année. L'astrophysicien, quant à lui, pourra examiner l'évolution de deux galaxies en collision, ou étudier la dynamique d'un amas stellaire. Le féru d'astronautique aura la possibilité de suivre la trajectoire des sondes spatiales.
L'aspect didactique : si l'amateur débutant est rebuté par l'apprentissage de notions abstraites, souvent nécessaires pour passer à des stades plus avancés dans la compréhension des phénomènes astronomiques, il trouvera cependant une aide précieuse dans les logiciels de simulation. Ceux-ci lui permettront de visualiser ces phénomènes astronomiques, sous divers angles et selon des vitesses et des grossissement appropriés. Par exemple, un programme de simulation gravitationnelle lui fera prendre conscience de l'importance relative de la masse et de la vitesse dans la détermination des trajectoires orbitales. Dans Dance of the Planets, il verra immédiatement quand et pourquoi les comètes apparaissent plus brillantes selon leur position par rapport au Soleil et à la Terre. Grâce à Solarsim, il verra pourquoi le passage de 1910 était plus brillant que le passage de 1986.
L'aspect ludique : il faut bien l'avouer : la simulation est intéressante en et par elle-même. Certains logiciels, extrêmement bien faits et puissants comme Vistapro ou Dance of the Planets se comparent presque avec l'observation en nature. Et ils nous familiarisent avec des phénomènes que nous n'avons peut être jamais eu la chance d'observer réellement, que ce soit une éclipse solaire, une occultation d'un satellite de Jupiter, un transit de Mercure. D'autres logiciels nous offrent la chance de rêver en nous embarquant sur la sonde Voyager dans sa traversée du système de Saturne, d'observer la Terre vue d'un satellite artificiel orbitant à 1000 km d'altitude, ou encore de voir la planète Mars terraformée, avec un Mons Olympia donnant refuge à une végétation variée, et traversant un ciel rose troué de nuages...
Afin de faciliter l'analyse et le choix des programmes, j'ai classifié arbitrairement les programmes de simulation selon les six types les plus répandus : 1) la simulation gravitationnelle en général, 2) la simulation de satellites naturels, 3) la simulation planétaire ou les "orrery", 4) la simulation d'amas stellaires, et 5) la simulation de véhicules spatiaux (satellites artificiels et sondes spatiales). Aujourd'hui, nous verrons les deux premiers types.
Simulation gravitationnelle
Les logiciels de simulation gravitationnelle ont comme fonction principale de reproduire à l'écran les mouvements de deux ou plusieurs objets en interaction entre eux, selon les lois de la gravitation. Ces programmes sont généralement à mi-chemin entre l'outil didactique, où l'on démontre les lois de la mécanique céleste, et un simulateur théorique, où l'on peut faire des expériences avec des objets dont on contrôle la distance, la masse et la vitesse.
TITRE : Celestial Mechanics Simulator 0.1 ORDINATEUR : IBM PRIX : gratuit SUPPORT : Carte CGA ADRESSE : Eric Scheirer ANNEE : 1988 DEMO DISPONIBLE DOMAINE PUBLIC COMMENTAIRE : Excellent petit programme, idéal pour étudier la dynamique des amas stellaires. Nombreuses fonctions d'animation. Ne semble fonctionner cependant qu'en mode CGA. Le code source est disponible au prix de 15 $US. TITRE : Gravitation Ltd. ORDINATEUR : Mac PRIX : 20 $US ADRESSE : Jeff Rommereide 343 Elma Ave. Laurel Springs, NJ 08021 ANNEE : 1989 RECENSION : Sky & Telescope, July 1989, p.80 COMMENTAIRE : Montre taille relative des objets. Interface intuitif. Excellent. TITRE : Gravitator ORDINATEUR : IBM PRIX : 39.95 $US POSTE : 5 $US SUPPORT : Carte CGA ADRESSE : Zephyr Services 1900 Murray Avenue Dept. A Pittsburgh, PA 15217 TELEPHONE : 1-800-533-6666 TELECOPIEUR: (412) 422-9930 ANNEE : 1991 COMMENTAIRE : Simulateur gravitationnel avec toutes les fonctions habituelles. Manuel avec théorie et exemples. TITRE : Gravitator Plus ORDINATEUR : IBM PRIX : 89.95 $US POSTE : 5 $US SUPPORT : Cartes EGA\VGA ADRESSE : Zephyr Services ANNEE : 1992 COMMENTAIRE : Version de luxe de Gravitator. TITRE : Gravitator Pro ORDINATEUR : IBM PRIX : 149.95 $US POSTE : 5 $US SUPPORT : Cartes EGA\VGA ADRESSE : Zephyr Services ANNEE : 1992 COMMENTAIRE : Version plus avancée de Gravitator Plus. TITRE : Gravity ORDINATEUR : IBM PRIX : 49 $US ADRESSE : Cross Educational Software P.O. Box 1536, 504 E. Kentucky Ave. Ruston, LA 71270 ANNEE : 1989 RECENSION : Sky & Telescope, July 1989, p.80 TITRE : The Gravity Simulator 2.0 ORDINATEUR : IBM PRIX : 15 $US EQUIPEMENT : 384 Ko RAM SUPPORT : Cartes CGA\EGA\VGA\Hercules ; co-processeur math. ADRESSE : Steve Safarik P. O. Box 45072 Seattle, WA 98145-0072 ANNEE : 1990 DEMO DISPONIBLE PARTAGICIEL COMMENTAIRE : Individu : 15 $ US. Corporatif et éducatif : 30 $US. Très bon simulateur théorique pour maitriser les paramêtres fondamentaux : masse, densité, position et vitesse initiales. Permet d'animer jusqu'à 16 corps célestes. On peut visionner de n'importe quel point dans l'espace et selon l'agrandissement désiré. Contient déjà des exemples : système binaire, pendule, orbite hyperbolique, etc. Menu à fenêtres. Excellent. TITRE : N-Body Solutions ORDINATEUR : IBM PRIX : 39.95 $US ADRESSE : Bartelheimer Scientific Software Mid City Station Box 402 Dayton, Ohio 45402 ANNEE : 1989 RECENSION : Sky & Telescope, July 1989, p.80 COMMENTAIRE : Manuel. Interface médiocre. Pour amateurs avancés. TITRE : Orbit Simulation ORDINATEUR : IBM PRIX : gratuit SUPPORT : Carte VGA ADRESSE : Department of Astronautics Attn : Director of Educational Technology USAFA/DFAS USAF Academy, CO 80840-5701 TELEPHONE : (719) 472-4110 ANNEE : 1991 DEMO DISPONIBLE PARTAGICIEL COMMENTAIRE : Excellent programme rattaché au didacticiel (Learn About Orbits) destiné aux pilotes et astronautes de l'Académie d'astronautique de l'armée américaine. Enseigne les concepts fondamentaux relatifs aux satellites artificiels. Il affiche une carte équatoriale de l'orbite, une animation du satellite autour du globe ainsi que les divers éléments orbitaux. TITRE : Orbits 1.02 ORDINATEUR : IBM PRIX : 59.95 $US EQUIPEMENT : 384 Ko RAM ; DOS 2.1+ ; coprocesseur math. recommendé SUPPORT : Cartes CGA\EGA\VGA ADRESSE : Academic Software Library P. O. Box 8202 North Carolina State University Raleigh, NC 27695-8202 TELEPHONE : 1-800-955-8275 ANNEE : 1992 RECENSION : Astronomy, July 1992, p.100
Simulation de satellites naturels
Ce type de programme se spécialise dans la reproduction des mouvements orbitaux des satellites naturels des planètes les plus proches de la Terre, c'est-à-dire facilement observables au télescope. Il s'agit donc surtout des lunes de Mars, Jupiter et Saturne. Ces logiciels nous permettent généralement de visualiser à l'écran l'évolution des principaux satellites autour de sa primaire, de la même façon que l'on pourrait les voir au télescope. Par exemple, pour Jupiter, il s'agira des quatre satellites galiléens : Io, Europa, Ganymède et Callisto.
Ces logiciels sont fort utiles pour prévoir une soirée d'observation ou d'astrophotographie car l'amateur connaitra ainsi d'avance la configuration du champ astral qu'il recherche. De plus, grâce à ces programmes, il obtiendra l'heure précise (à la minute près) à laquelle se produira divers phénomènes astronomiques comme les éclipses, les occultations, les transits, etc.
TITRE : Galileo's Four ORDINATEUR : IBM PRIX : 29.95 $US POSTE : 3 $US SUPPORT : Cartes CGA\EGA\VGA ADRESSE : Zephyr Services ANNEE : 1990 COMMENTAIRE : Calcule positions des 4 satellites galiléens selon 3 orientations différentes : 1) vue polaire, 2) vue équatoriale ; et 3) vue équatoriale agrandie (pour transits et occultations). TITRE : Jovian Satellite Simulator and Charter ORDINATEUR : IBM PRIX : gratuit ? SUPPORT : Carte CGA ADRESSE : Ron Fowler NightOwl Software, Inc. ANNEE : 1988 DEMO DISPONIBLE PARTAGICIEL COMMENTAIRE : Affiche les orbites des 4 satellites galiléens. Simule les orbites en temps réel ou accéléré. Possède une fonction de dessin graphique (comme dans Sky & Telescope). Permet de visionner les satellites comme dans un oculaire de télescope. Contrôle l'époque, la vitesse et l'agrandissement. Cependant, le programme ne fait pas de différence entre les éclipses et les transits. Il ne calcule pas non plus les variations de latitude. Les satellites sont montrés dans le plan équatorial. Le programme n'est pas très précis et commence à être désuet vis-à-vis ses compétiteurs. TITRE : Jupiter's Moons ORDINATEUR : IBM PRIX : gratuit ? SUPPORT : Carte EGA ADRESSE : Ron Dawes et Larry LaBeau DEMO DISPONIBLE PARTAGICIEL COMMENTAIRE : Affiche les orbites des 4 satellites galiléens. Possède des fonctions de zoom, de vitesse d'animation, selon n'importe quelle date et heure. L'affichage se fait en simulation de télescope Newton ou Schmidt-Cassegrain. TITRE : Mars Moons Simulation 1.0 ORDINATEUR : IBM PRIX : 10 $US SUPPORT : Cartes CGA\EGA\VGA ADRESSE : Basil H. Rowe 3489 Observatory Place Cincinnati, OH 45208 ANNEE : 1988 DEMO DISPONIBLE PARTAGICIEL COMMENTAIRE : Programme conçu par les astronomes du Cincinnati Observatory. Affiche la position des deux lunes de Mars, Phobos et Deimos, autour de la planète. L'affichage se fait selon les 2 modes habituels : normal et inversé. Donne également la magnitude, la séparation et la position angulaire. On peut contrôler l'époque, l'agrandissement ainsi que le champ de l'oculaire. Excellent. Le programme dispose d'une fonction d'animation très utile. TITRE : Moons of Jupiter Orbital Clock ORDINATEUR : IBM PRIX : gratuit SUPPORT : Cartes EGA\VGA ADRESSE : Andrew Jones Eagle Rock Village 4-6B Budd Lake, NJ 07828 ANNEE : 1988 DOMAINE PUBLIC COMMENTAIRE : Affiche les orbites des 4 satellites galiléens. Donne un tableau des distances apparentes en km et les pourcentages maximum d'élongation, un affichage graphique des positions orbitales, un graphe bi- dimentionnel de l'orbite. On peut également obtenir un graphe des orbites sur 3 jours ou sur 15 jours. Le programme a été écrit en BASIC et compilé en QuickBASIC 2.0. TITRE : Phenomena of Jupiter Satellites ORDINATEUR : IBM PRIX : gratuit SUPPORT : Carte CGA DOMAINE PUBLIC COMMENTAIRE : Freeware. Précis à quelques minustes près. L'affichage consiste en tables numériques de position et en animation graphique. Donne les prédictions pour les éclipses, occultations, transits et transits de l'ombre. L'affichage peut se faire en 2 modes : les satellites se déplaçant d'est en ouest sur la face de Jupiter, ou l'inverse, afin de correspondre aux deux grands types de télescopes. TITRE : Saturn Moons 1.0 ORDINATEUR : IBM PRIX : gratuit ? SUPPORT : Carte CGA\EGA\VGA ADRESSE : Matt Orsie ANNEE : 1992 DEMO DISPONIBLE PARTAGICIEL COMMENTAIRE : Donne une copie imprimée des 6 lunes de Saturne les plus observées : Mimas, Encelade, Téthys, Dioné, Rhéa et Titan. Calcule aussi le pourcentage d'élongation. L'affichage se fait en 2 modes : Newton ou Cassegrain réfracteur. Très utile pour l'amateur désireux d'observer les satellites dans les moments les plus favorables.
| Page d'accueil | Articles | Page précédente | Page suivante | Bibliographie | Glossaire | Hyperliens |
© 1998-2002. Mario Tessier - Tous droits réservés.
Adresse URL : http://pages.infinit.net/noxoculi/aq-article25.html