La pollution spatiale pourrait bientôt donner à la Terre ses propres anneaux. L’équipe de l’Utah a-t-elle trouvé une solution dans les aimants ?

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1 100 éléphants de débris orbitent autour de la terre, la magie des aimants peut-elle nettoyer le désordre ?

(Rick Egan | The Salt Lake Tribune) Le professeur de l’Université de l’Utah, Jake Abbott, parle d’un système qu’il a développé, utilisant des ondes magnétiques pour manipuler une caméra à l’intérieur d’une personne pour une intervention chirurgicale, le vendredi 29 octobre 2021.

Cette histoire fait partie de l’engagement continu de The Salt Lake Tribunes à identifier des solutions aux plus grands défis de l’Utah grâce au travail de l’Innovation Lab.

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Si vous pensez que la Terre est un peu trop simple par rapport à certains de ses voisins les plus voyants comme Saturne avec ses anneaux fantaisistes, il peut y avoir de bonnes nouvelles pour vous.

La Terre est en passe d’avoir ses propres anneaux, a déclaré Jake Abbott, professeur à l’Université de l’Utah. Ils seront juste faits de ferraille.

L’image de la NASA montre des débris spatiaux ou des « déchets » en orbite autour de la terre. Les déchets se sont accumulés depuis l’aube de l’exploration spatiale dans les années 1950.

Il y a 170 millions de débris spatiaux en orbite autour de la Terre. La plupart d’entre eux sont assez petits, mais 23 000 d’entre eux sont plus gros qu’une balle molle et suffisamment préoccupants pour être suivis par le ministère de la Défense. Les débris spatiaux mettent en danger les vols spatiaux, les missions orbitales et les astronautes qui les pilotent.

Des débris spatiaux tombent même sur Terre. Habituellement, il se brise dans l’atmosphère, mais pas toujours. On estime que 200 à 400 débris tombent chaque année.

Plus tôt cette année, une partie d’un lanceur Falcon 9 a effectué une rentrée incontrôlée et a illuminé le ciel nocturne. Une section de 5 pieds du véhicule a survécu à la rentrée, atterrissant dans une ferme de l’État de Washington.

Les déchets spatiaux, considérés comme un type de pollution, ont considérablement augmenté depuis 1957. Nous avons 7 500 tonnes métriques de déchets en orbite, l’équivalent de 1 100 éléphants flottant au-dessus de nos têtes. La taille du troupeau devrait continuer de croître de façon exponentielle à moins que nous ne fassions quelque chose à ce sujet.

La plupart de ces déchets tournent, a déclaré Abbott. Tendez la main pour l’arrêter avec un bras robotique, vous briserez le bras et créerez plus de débris.

Alors, comment éliminer les déchets de l’espace ? La réponse, dit Abbott, ce sont les aimants.

Aimants magiques

Abbott est professeur de robotique à l’Université de l’Utah, mais ce qui l’attire vraiment, ce sont les aimants.

Il se souvient d’une présentation qu’il a vue alors qu’il était étudiant diplômé à l’Université Johns Hopkins.

Sous un microscope, ils avaient ce minuscule labyrinthe avec presque un petit sous-marin dedans. Il a avancé et reculé et a tourné, a déclaré Abbott, en se frayant un chemin à travers le labyrinthe. Une tâche entièrement réalisée avec des aimants.

Bien simpliste par rapport à ce que nous faisons maintenant, a déclaré Abbott, mais cela semblait magique.

La magie a conduit à des études post-doctorales à l’Université de Zurich en Suisse, où Abbott a principalement travaillé sur les applications des aimants à la chirurgie. Il a passé des années à travailler avec une équipe sur la façon de faire nager un sous-marin microscopique à travers un œil humain et de délivrer des médicaments à la rétine.

Il a fallu des années pour se développer, mais les mathématiques utilisées sont à la base de tout ce que nous faisons maintenant, a déclaré Abbott.

Tout comprend l’utilisation d’aimants pour guider les chirurgies oculaires de précision en réalité virtuelle.

S’il faut 30 chirurgies avant qu’un chirurgien soit vraiment compétent, nous voulons que ces 30 premières chirurgies ou plus soient sur des patients virtuels, et nous voulons qu’elles soient aussi réalistes que possible.

Le système Abbotts utilise des champs magnétiques pour créer la sensation d’une véritable pression chirurgicale avec un œil virtuel.

(Rick Egan | The Salt Lake Tribune) Le professeur de l’Université de l’Utah, Jake Abbott, a développé un système d’utilisation des ondes magnétiques pour suivre les outils, qui pourrait aider à former les chirurgiens à la chirurgie, le vendredi 29 octobre 2021.

Je travaille beaucoup avec le Moran Eye Center, a déclaré Abbott.

Son laboratoire travaille également à rendre les coloscopies plus agréables au goût. À l’aide de caméras à capsule, ils développent un système pour déplacer les capsules avec précision à l’aide d’aimants. Leur conception actuelle est une capsule-cam en deux parties où les deux extrémités sont reliées par une corde courte et caoutchouteuse.

Les aimants déplaceraient la came à travers vous comme un ver de pouce, a déclaré Abbott. Avalez une capsule, allongez-vous sur une table pendant quelques heures, c’est fini.

Il note que la peur et l’hésitation à l’égard des coloscopies sont un obstacle majeur à la détection précoce du cancer du côlon.

Ensuite, il y a des déchets spatiaux.

Vous pouvez imaginer que les débris spatiaux sont constitués de beaucoup de métal, et une grande partie le sont, mais ils ne sont pas tous magnétiques.

Donc les aimants ne fonctionneront pas, n’est-ce pas ?

Ils fonctionneront, a déclaré Abbott, à cause des courants de Foucault.

Le principe et les découvertes de ses équipes appliquées aux débris spatiaux sont énoncés dans un article récent de Nature, mais décomposons-le.

  1. Vous avez un morceau de débris spatiaux non magnétique en rotation qui peut conduire l’électricité.

  2. Vous étendez des aimants vers lui à l’extrémité des bras robotiques.

  3. Les aimants tournent. Lorsqu’ils tournent, ils activent des courants de Foucault – des courants électriques en forme de tourbillons (ou tourbillons) dans l’objet – qui créent leur propre champ magnétique.

  4. Ces champs magnétiques activés repoussent le champ qui les a créés.

  5. Utilisez beaucoup de mathématiques et de modélisation minutieuses, et tout à coup, vous pouvez utiliser une force et un couple contrôlés pour ralentir l’objet en rotation, le déplacer, le récupérer.

La version courte : Nous avons essentiellement créé le premier rayon tracteur au monde, a déclaré Abbott. C’est juste une question d’ingénierie maintenant. Construire et lancer.

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La science en pratique

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