Le télescope spatial Planck est désormais opérationnel
Publié par Michel le 04/07/2009 à 00:00
Source: Communiqué de presse CNRS/INSU – CNES
Illustration: ESA - AOES Medialab
L'instrument français HFI (High Frequency Instrument) de la mission d'astrophysique spatiale "Planck" de l'ESA, a atteint sa température nominale de fonctionnement: 0,1 degré au-dessus du zéro absolu, soit -273°C. C'est une première mondiale d'arriver à cette température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de...) dans l'espace, et grâce à cette prouesse technologique les astronomes espèrent lever le voile sur les premiers instants de l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.).


Vue d'artiste (Est communément appelée artiste toute personne exerçant l'un des métiers ou activités suivantes :) du satellite Planck (Planck est un satellite artificiel de l'Agence spatiale européenne qui doit être lancé en septembre 2008.) et de son télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument d'optique permettant d'augmenter la luminosité...)

En dehors de quelques laboratoires terrestres, c'est sans doute l'endroit le plus froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.) de l'Univers. La mission du satellite (Satellite peut faire référence à :) Planck, lancé avec Herschel le 14 mai par Ariane 5 (Ariane 5 est un lanceur de l'Agence spatiale européenne (ESA), développé pour placer des satellites sur orbite géostationnaire et des charges lourdes en...) depuis le Centre Spatial Guyanais (Le Centre spatial guyanais (CSG) est une base de lancement française et européenne, située près de Kourou en Guyane française qui a été mise en service en...) à Kourou, est de mesurer avec une très grande précision le rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) cosmique fossile (Un fossile (dérivé du substantif du verbe latin fodere : fossile, littéralement « qui est fouillé ») est le reste (coquille, os, dent, graine,...) ou fond diffus cosmologique (Le fond diffus cosmologique est un rayonnement électromagnétique provenant de l'Univers, et qui frappe la Terre de façon quasi uniforme dans toutes les directions.). Il s'agit de la plus ancienne lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à...) émise dans l'Univers, et en l'observant Planck nous fournira une image de l'Univers tel qu'il était 380 000 ans après le Big Bang (Le Big Bang est l’époque dense et chaude qu’a connu l’univers il y a environ 13,7 milliards d’années, ainsi que l’ensemble des modèles...), il y a donc 13,3 milliards d'années. Les observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et...) de Planck donneront des informations uniques sur la naissance de l'Univers et permettront de tester différentes hypothèses sur ce qui s'est passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble des configurations successives du monde et s'oppose au futur sur une échelle des temps...) dans les premiers instants après le Big Bang.

Planck embarque un télescope de 1,5 m 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 aussi la longueur de ce segment. Pour indiquer qu'une valeur...) équipé de deux instruments: HFI pour
High Frequency Instrument, est un instrument qui fonctionne aux longueurs d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans...) submillimétriques, développé par une large collaboration conduite par la France, sous la responsabilité 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...) 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 propriétés des objets de l'univers (étoiles,...) Spatiale à Orsay. Un second instrument travaillant à plus basse fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de temps. Ainsi lorsqu'on...) a été développé sous la direction d'équipes italiennes.

Le satellite balaiera plusieurs fois l'intégralité de la voûte (Une voûte (ou voute) est un élément architectural de couvrement intérieur d'un édifice présentant un intrados. La voûte travaille comme un arc et son...) céleste et fournira une cartographie (La cartographie désigne la réalisation et l'étude des cartes géographiques. Le principe majeur de la cartographie est la représentation de données sur un support réduit...) avec une précision sans précédent des inhomogénéités de température et de polarisation ( la polarisation des ondes électromagnétiques ; la polarisation dûe aux moments dipolaires dans les matériaux diélectriques ; En électronique, la polarisation est le fait d'appliquer une tension pour créer du courant dans le...) du rayonnement cosmique fossile. La sensibilité exceptionnelle de l'instrument HFI, capable de détecter des fluctuations de température de l'ordre du millionième de degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :), grâce à ses capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension électrique, une hauteur de mercure, une...) refroidis à 0,1 degré au dessus du zéro (Le chiffre zéro (de l’italien zero, dérivé de l’arabe sifr, d’abord transcrit zefiro en italien) est un symbole marquant une position vide dans l’écriture des nombres en notation...) absolu, soit -273°C.

Pour atteindre cette température ultime, il faut mettre en cascade plusieurs étages de réfrigérateurs. Le premier étage forme une sorte de bouclier isolant (Un isolant est un matériau qui permet d'empêcher les échanges d'énergie entre deux systèmes. On distingue : les isolants électriques, les isolants thermiques, les isolants phoniques et les...) le télescope et les détecteurs du rayonnement du soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine jaune, et composée d'hydrogène...) et 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...). L'étage final fait suite à un réfrigérateur (Un réfrigérateur (ou frigidaire ou frigo dans le langage famillier) est un appareil principalement utilisé en cuisine, avec un compartiment principal qui a une température de 4 a 8 °C et...) à hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) construit par le Jet Propulsion Laboratory (Le Jet Propulsion Laboratory (JPL), basé à Pasadena aux États-Unis, est une joint-venture entre la NASA et le Caltech qui est chargé de la construction et de la supervision des vols non-habités de la NASA.) aux Etats-Unis et un réfrigérateur à compression développé par des équipes britanniques. Il s'agit d'un système à dilution (La dilution est un procédé consistant à obtenir une solution finale de concentration inférieure que celle de départ, soit par ajout de solvant, soit par prélèvement d'une partie...) d'hélium (L'hélium est un gaz noble ou gaz rare, pratiquement inerte. De numéro atomique 2, il ouvre la série des gaz nobles dans le tableau périodique des éléments. Son point d'ébullition est le plus bas parmi les...) dont le principe est dû à une équipe de l'Institut Néel de Grenoble. Le coeur du système a été développé sous brevet et contrat CNES, en collaboration avec l'Institut d'Astrophysique Spatiale, par la Division (La division est une loi de composition qui à deux nombres associe le produit du premier par l'inverse du second. Si un nombre est non nul, la fonction...) des Techniques Avancées de l'Air Liquide (Air liquide est un groupe industriel français d'envergure internationale, leader mondial des gaz industriels, c'est-à-dire des gaz pour l'industrie, la santé, l'environnement.).

La température de fonctionnement a été atteinte 50 jours (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 rayons du Soleil éclairent le ciel. Son...) après le lancement conformément aux prévisions. Planck va maintenant entamer une série de vérifications qui vont durer plusieurs semaines, puis commencer sa mission d'archéologue de l'Univers. Rendez-vous est pris en 2012, pour les premiers résultats scientifiques.
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