Planck, ou la cartographie des premiers instants de l'Univers

Le satellite européen Planck, dont le lancement est prévu en 2008, devra cartographier avec une précision jamais obtenue les premiers instants de l'Univers, sa géométrie, son contenu. Avant de répondre aux questions clés de la cosmologie, le satellite est actuellement mis à l'épreuve du froid.


Les théories décrivant la naissance de l'Univers et son évolution sont-elles correctes ? C'est ce que tentera d'établir la mission Planck. Son télescope est en effet conçu pour étudier les plus infimes variations de ce qu'on appelle le rayonnement cosmologique fossile (CMB), ce "bruit de fond" cosmique, ultime vestige de la première lumière apparue dans l'Univers environ 380.000 années après le Big Bang.

Détecté pour la première fois en 1964, ce rayonnement fossile affiche une température moyenne d'environ -270°C ; les variations les plus infimes autour de cette valeur donnent de riches informations sur les propriétés de l'Univers à sa naissance et révèlent notamment les premières accrétions de matière.

En 1992, le satellite COBE dressait une première carte du CMB, que la sonde WMAP en 2002 rendait encore plus nette. Planck doit renouveler cet exploit mais avec une sensibilité décuplée par rapport à WMAP. Pour atteindre ce degré de précision, les instruments de Planck devront être maintenus à des températures extrêmes, obtenues grâce à des systèmes de refroidissement inédits.

Dans le cadre de cette mission le CNES, en partenariat avec le CNRS, assure:
- le suivi du développement de l'un des deux instruments focaux, l'instrument haute fréquence HFI,
- la responsabilité du système de refroidissement de HFI, permettant à ses détecteurs de fonctionner à la température de 0,1 kelvin, soit -273°C,
- le financement de toutes les participations françaises développées par les laboratoires français,
- le traitement des données associées.

L'instrument HFI français est actuellement en essais de performances thermiques et d'étalonnage dans une chambre cryogénique à vide, où les températures peuvent atteindre -269°C. Un ultime réfrigérateur à dilution d'hélium permet aux détecteurs de l'instrument d'atteindre sa température de fonctionnement en vol de 0,1 kelvin (-273°C). Il sera ensuite intégré à l'autre instrument sur la charge utile satellite.

Intégré à Cannes, le satellite a rejoint le 10 mars le Centre spatial de Liège (CSL) où il a subi, dépourvu de son télescope et de ses instruments, des essais cryogéniques représentatifs des conditions de vol. Il doit revenir à Cannes pour être intégré à sa charge utile à la fin de l'année. Planck sera finalement mis en orbite par Ariane 5, début 2008, avec l'observatoire infrarouge Herschel et devrait fonctionner pendant une durée minimum de deux ans et demi.