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Planck est un Satellite artificiel de l'Agence spatiale européenne qui doit être lancé en juillet 2008.
Le télescope embarqué sur le satellite est conçu pour étudier les infimes variations du fond diffus cosmologique qui est le « bruit de fond » cosmique, un rayonnement Micro-onde fossile, ultime vestige du moment où la lumière s'est découplée de la matière pour pouvoir se propager librement jusqu'à nous, environ 380 000 ans après le Big Bang. De telles mesures aideront à mesurer l'âge exact de l'Univers, à comprendre la physique de l'univers primordial, ainsi qu'à comprendre comment se sont formées les structures cosmiques que nous observons.
Histoire
Planck est le projet qui a été retenu par l'ESA pour effectuer la troisième mission spatiale de mesure du rayonnement cosmologique (les deux précédentes étant Cosmic Background Explorer et Wilkinson Microwave Anisotropy Probe lancées par la NASA en 1989 et 2001). À l'origine, le projet s'appelait COBRAS/SAMBA (pour
Cosmic Background Radiation Anisotropy Satellite and Satellite for Measurement of Background Anisotropies). Après la sélection et l'approbation de la mission en 1996, l'Agence a donné à son satellite le nom du
Physicien allemand Max Planck, prix Nobel de physique en
1918. La mission sera menée en collaboration avec la NASA.
Objectifs principaux
- Étude du fond diffus cosmologique et de ses anisotropies
- Test des modèles d'Inflation cosmique
- Estimations robustes des paramètres cosmologiques
- Étude des Amas de galaxies par l'effet Sunyaev-Zel'dovich
- Étude du milieu interstellaire de la Galaxie.
Caractéristiques
Ce satellite est constitué de deux instruments :
Low Frequency Instrument (LFI) et
High Frequency Instrument (HFI). En simplifiant, LFI est sous responsabilité italienne et finlandaise, HFI française.
HFI comporte à ce jour 54 bolomètres scientifiques, opérant dans les bandes : 100, 143, 217, 353, 545 et 857 GHz, avec une largeur de bande de l'ordre de 30 %. Ces bolomètres fonctionnant de manière optimale lorsqu'ils sont refroidis, ici ils seront en opération vers 0,1 K (entre 90 et 130 mK). Les bolomètres étant par principe à très large bande, la sélection en fréquence et en largeur de bande se fait ici en plaçant des cornets/guides d'onde.
Ce satellite dispose de technologies avancées comme des détecteurs bolométriques, de nombreux systèmes de refroidissement (dont un étage à 0,1 Kelvin, ce qui n'a encore jamais été fait sur un satellite) et de l'électronique à faible bruit. Cela lui permettra donc de gagner en sensibilité : 600 fois celle de COBE.
Tests techniques
Comme pour toute expérience de ce genre, avant la mise en
Orbite de ce satellite, il est nécessaire de le tester dans des conditions précises. Classiquement, ceci passe par les tests des sous-ensembles, en général testés dans les laboratoires respectifs (souvent, les laboratoires contribuent en nature en fournissant un morceau de l'expérience, en retour les scientifiques du laboratoire auront un accès privilégié aux observations (données brutes)), des tests d'intégration de chacune des expériences (un satellite embarquant souvent plusieurs expériences) et des tests d'ensemble.
En ce qui concerne l'expérience HFI, les tests du modèle de qualification et du modèle de vol ont été menés à l'IAS en novembre 2004 et mars (calif) et juin-juillet 2006 (calib.) respectivement. À chaque fois, pendant 3 à 4 semaines, l'expérience est mise sous vide, et refroidie dans une cuve à quelques Kelvins (autour de 2,7 K).
En ce qui concerne le satellite complet (incluant HFI et LFI, le miroir, ...), cette tâche a été confiée par l'Agence Spatiale Européenne à Alcatel Space (concepteur du satellite, en tant que plateforme, les expériences étant définies par les scientifiques et les techniciens des laboratoires) au Centre Spatial de Liège (CSL). Ce dernier a en conséquence développé avec l'aide de la société Amos une configuration de tests ainsi qu'une instrumentation spécifique dans ses installations de simulation spatiale. La première étape de tests concernant la qualification du satellite a commencé en juin 2005 et s'est achevée en septembre. La seconde étape consiste à tester le modèle du satellite ; celle-ci devrait s'achever au cours de l'année 2006. Ce programme est une première mondiale. En effet, c'est la première fois qu'un satellite entier (1 800 kg, 4,2 m par 4,2 m) est soumis à une telle différence de température (environ 100 K sur la coque externe du satellite et quelques mK dans les bolomètres). Cette phase de tests représente pour le CSL un budget de 17,5 millions d'euros et environ 125 000 heures de travail.
Lancement et orbite
Au lancement, Planck devrait partager une fusée
Ariane 5 avec le Télescope spatial Herschel qui est destiné à étudier les corps les plus froids de notre univers. Planck fonctionnera en mode
survey (balayage complet du ciel) tandis que Herschel observera en mode pointé. Après mise sur orbite, ces deux satellites seront finalement positionnés aux alentours du second
Point de Lagrange du système Terre/Soleil. Le temps de transfert vers ce point durera approximativement 4 mois. Le satellite devrait fonctionner pendant une durée minimale de 21 mois.
Annexes
Notes et références
Bibliographie
(fr) Jean-Jacques Dechezelles (AAAF), « Les missions scientifiques Herschel et Planck - conférence de Bernard Collaudin & Thierry Banos (
Thales Alenia Space) », dans
La Lettre AAAF, N° 9, octobre 2006,
(ISSN 1767-0675),
http://www.aaafasso.fr/DOSSIERSAAAF/DOSS.ACCES LIBRE/Lettre acces libre/Lettres 2006/Lettre AAAF n 9 2006.pdf lire en ligneArticles connexes
- Cosmic Background Explorer
- Wilkinson Microwave Anisotropy Probe
- Télescope spatial Herschel
Liens et documents externes