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Posté par Adrien le Jeudi 11/01/2018 à 00:00
Un nanosatellite français pour percer les mystères de Beta Pictoris
PicSat sera lancé le 12 janvier 2018 pour étudier en continu l'étoile Beta Pictoris, son exoplanète et son célèbre disque de matière, grâce à un télescope de 5 cm de diamètre. Ce nanosatellite a été conçu et construit en trois ans seulement par des chercheurs et ingénieurs de l'Observatoire de Paris (L'Observatoire de Paris est né du projet, en 1667, de créer un observatoire astronomique équipé de bons instruments permettant d'établir des cartes pour la navigation. Il vient en complément de...) et du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).), avec le soutien de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) PSL, du CNES, de l'ERC et de la FONDATION MERAC.


PicSat, avec ses antennes déployées, dans la salle blanche du laboratoire. © LESIA / Observatoire de Paris-PSL.

Il est grand comme trois pommes, ou plutôt comme les trois cubes de 10 centimètres de côté qui le composent. Il n'est pas plus lourd qu'un chat (Le chat domestique (Felis silvestris catus) est un mammifère carnivore de la famille des félidés. Il est l’un des principaux animaux de compagnie et compte...) (3,5 kg). Sa consommation électrique, d'environ 5 W, équivaut à celle d'une ampoule économique. Et son télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument d'optique permettant...) ne fait que cinq centimètres de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère. Le diamètre est...), comme ceux des astronomes amateurs débutants. Pourtant, ce nanosatellite va permettre de mieux connaitre le système de l'étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la Terre.) Beta (Le genre Beta appartient à la famille des Chénopodiacées, tribu des Cyclolobae.) Pictoris, une star du ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) de l'hémisphère Sud (L'hémisphère sud ou hémisphère austral est la moitié du globe terrestre qui s'étend entre l'équateur et le pôle Sud. En astronomie, ce terme désigne la partie du...).

Beta Pictoris n'est qu'à 63,4 années-lumière de nous et est très brillante, ce qui la rend facile à étudier. Cela tombe bien: c'est une étoile extrêmement jeune, seulement 23 millions d'années, qui passionne les chercheurs depuis la découverte d'un grand disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une forme ronde et régulière, à l'image d'un palet...) de poussières, de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de...) et de débris rocheux autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres...) d'elle, au début des années 1980. Ce disque, vestige du nuage (Un nuage est une grande quantité de gouttelettes d’eau (ou de cristaux de glace) en suspension dans l’atmosphère. L’aspect d'un nuage dépend de la lumière qu’il reçoit, de la...) primitif qui a donné naissance à l'étoile, est un cas d'étude rare pour les astronomes du monde (Le mot monde peut désigner :) entier, qui le scrutent régulièrement: mieux connaître Beta Pictoris, c'est mieux comprendre la formation des planètes géantes et des systèmes planétaires en général. En 2009, une équipe française dirigée par Anne-Marie Lagrange y a découvert une planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour...) gazeuse géante (Une étoile géante est une étoile de classe de luminosité II ou III. Dans le diagramme de Hertzsprung-Russell, les géantes forment deux...): Beta Pictoris b, sept fois plus massive (Le mot massif peut être employé comme :) que Jupiter, qui tourne autour de son étoile à 1,5 milliard (Un milliard (1 000 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf millions neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent quatre-vingt-dix-neuf (999 999 999) et précède un...) de kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la...) de distance, comme Saturne autour du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique,...).

Or, vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est...), la planète Beta Pictoris b pourrait passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) devant son étoile d'ici l'été 2018. Observer ce transit, qui se reproduit tous les 18 ans, permettrait de déduire la taille exacte de l'exoplanète (Une exoplanète, ou planète extrasolaire, est une planète orbitant autour d'une étoile autre que le Soleil. La plupart des exoplanètes découvertes à ce jour...), l'étendue et la composition de son atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :), et sa composition chimique. Mais un transit de la planète ne durera que quelques heures (L'heure est une unité de mesure  :). Réussir à observer ce phénomène, dont on ne connait pas le moment exact, impose donc une surveillance continue du système planétaire (Un système planétaire (parfois appelé abusivement système stellaire) est composé de planètes et divers corps célestes inertes (astéroïdes, comètes...) gravitant autour...): c'est possible seulement depuis l'espace, notamment pour échapper au cycle jour-nuit et au passage des nuages.

Pour tenter d'observer ce transit, seul un satellite (Satellite peut faire référence à :) très léger, un nanosatellite, pouvait être développé en un délai (Un délai est d'après le Wiktionnaire, « un temps accordé pour faire une chose, ou à l’expiration duquel on sera tenu de faire une certaine chose.  ».) très court. PicSat a été conçu puis construit en trois ans seulement, grâce à l'utilisation de modules de base cubiques "CubeSat", un format conçu aux Etats-Unis, à visée pédagogique, pour des projets étudiants. Pour le CNRS et l'Observatoire de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au...), c'est le tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) premier satellite (Satellite peut faire référence à :) entièrement conçu et intégré dans leurs murs. PicSat est né d'une idée de Sylvestre Lacour, astrophysicien au CNRS, en collaboration avec Alain Lecavelier des Etangs, de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) d'Astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique et l'étude des...) de Paris (CNRS/Sorbonne Université), qui travaille sur le système Beta Pictoris depuis de nombreuses années. Sylvestre Lacour a concrétisé ensuite le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande...) au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du torse d'un...) de son laboratoire, le Lesia (Observatoire de Paris - PSL/CNRS/Sorbonne Université/Université Paris-Diderot) avec une petite équipe de chercheurs et ingénieurs. C'est ainisi une nouvelle approche instrumentale qui s'amorce pour la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche...) spatiale française. Les développements technologiques se sont opérés dans le cadre du campus (Un campus (du mot latin désignant un champ) désigne l'espace rassemblant les bâtiments et l'infrastructure d'une université ou d'une école située hors d'une ville. Ce terme inclut ainsi les...) spatial C2ERES de l'Université PSL, sur le site de l'Observatoire de Paris, à Meudon. Le projet PicSat s'est concrétisé principalement grâce à un financement de l'European Research Council (ERC). Il a reçu également le soutien du CNES, du Labex Esep et de la FONDATION MERAC dans le cadre de son programme d'aide aux jeunes chercheurs en astrophysique.

C'est le 12 janvier 2018 à 4h58 (heure française) que décollera le lanceur ( Lanceur, terme de l'astronautique Lanceur, terme du baseball ) indien PSLV pour placer PicSat sur une orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) polaire à 505 km d'altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base. C'est une des composantes géographique et biogéographique qui explique la répartition de la vie sur terre.), en même temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) que trente autres satellites. PicSat sera ensuite exploité à partir du Lesia, à Meudon. Cependant, la station du laboratoire ne pourra observer le satellite qu'environ 30 minutes ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. Cartographie géologique ; la minute de terrain est la carte...) par jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les...). Or, PicSat transmet sur les fréquences radioamateurs, grâce à l'aide du Réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un...) des émetteurs français (REF). Toute personne disposant d'un minimum d'équipement de réception radio pourra écouter ses transmissions. L'équipe PicSat invite donc les radioamateurs à collaborer pour suivre le satellite, recevoir ses données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement,...) et les transmettre à la base accessible sur internet (Internet est le réseau informatique mondial qui rend accessibles au public des services variés comme le courrier électronique, la messagerie instantanée et le World Wide Web, en...). Sur PicSat.obspm.fr, toute personne intéressée peut s'inscrire, suivre les mises à jour et, si elle le souhaite, faire partie du réseau radio.

PicSat est prévu pour fonctionner pendant un an. Dès qu'il observera le début du transit de la planète ou tout autre phénomène, le télescope de 3,6 mètres de diamètre de l'ESO, à la Silla au Chili, sera immédiatement activé pour observer le phénomène à son tour à l'aide de l'instrument Harps. Associées à celles de PicSat, ses données permettront d'affiner les mesures.

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Source: CNRS-INSU