jeudi 19 décembre 2013

19 décembre 2013 - Le satellite Gaia en route pour cartographier notre galaxie

Ce matin, il y a trois heures, à 10h12 (heure de Paris), le satellite Gaia s’est envolé depuis le Centre Spatial Guyanais à Kourou.
Il a été lancé par un lanceur Soyouz-Frégat VS06.


(Crédit : ESA)

Le Satellite Gaia est dédié à une mission astrométrique développée par l’ESA.

C’est une mission qui sera consacrée à la cartographie en 3D, à la mesure, à la distance ainsi que du mouvement de plus de 1 milliards d’objets célestes de notre galaxie (soit environ 1% de la Voie Lactée).

 
Sélectionné en 2000 par l’ESA dans le programme Horizon 2000+, Gaia succède au satellite Hipparcos lancé en 1989. La durée de la mission est de 5 ans.

Gaia doit son nom à l’acronyme d’origine : Global Astrometric Interferometer for Astrophysics, même si l’interférométrie initialement prévue a été abandonnée.

Le maître d’œuvre de la construction de Gaia est EADS / Astrium avec la participation d’une trentaine de sociétés d’une quinzaine de pays européens et des Etats-Unis.

Le chef du programme est Giuseppe Sarri.

Il y a deux logos pour cette mission. Le premier, l’original, est celui conçu par l’ESA. Le second, a été conçu pour l’équipe du programme par Joël Schopfer, étudiant en arts graphiques en Suisse et neveu d’Ared Schnorhk, le responsable intégration de Gaia sur le lanceur.

 
Gaia pèse deux tonnes réparties avec une plateforme de 920 kg, 710 kg de charge utile, 335 kg d’ergols et 60 kg de gaz.

Gaia a la forme d’un prisme hexagonal de 3,50 mètres de haut pour 3,00 mètres de diamètre. Avec le pare-soleil, le diamètre est de 10,5 mètres.

Architecture de Gaia


 La plateforme est une sorte de cylindre d’un mètre de haut pour 3 de diamètre. Elle possède tous les équipements chargés de faire fonctionner le satellite :

- Système de propulsion à ergols liquides constitué de 8 petits moteurs-fusées
- Système de propulsion à gaz froid (azote) chargé des corrections d’orbite
- Des panneaux solaires d’une puissance de 1,91 kW d’énergie toujours dans la direction du soleil
- Un ordinateur de bord avec un microprocesseur ERC32. Celui-ci possède un PDHU (Payload Data Handling Unit) qui stockera les données et les images des télescopes
- Contrôle d’attitude et d’orientation d’une précision incroyable et ne générant aucunes vibrations. Pour cela, trois gyromètres à fibre optique remplacent les gyroscopes mécaniques traditionnels. Le contrôle d’attitude est complété avec des viseurs d’étoiles et avec trois capteurs solaires de grande précision
- Une antenne à moyen gain pour transmettre les données, et de forme spéciale pour éviter les vibrations.

Le pare-soleil est déployable et entoure la base du satellite. Constitué de 12 panneaux isolants portant le diamètre à 10,5 mètres qui se développeront en orbite grâce à des ressorts et moteurs électriques, ce pare-soleil dot maintenir le satellite constamment à l’ombre.

Avec celui-ci, une sorte de ‘’tente thermique’’ en fibre de carbone protège aussi la charge utile des micrométéorites et des rayons cosmiques.

La charge utile se trouve dans un cylindre de deux mètres de haut pour 3 mètres de diamètre. C’est là que se trouve tous les instruments dont Gaia aura beson pour remplir sa mission :

Deux télescopes observant dans deux directions différentes formant un angle de 106,5°. Le plan focal commun fait que les images arrivent avec une taille de 1,0 x 0,5 mètre, soit 1 milliard de pixels (4500x1966 pixels pour 106 CDD).

Trois autres instruments, utilisant le plan focal commun (voir ci-dessus) sont placés sur le chemin de la lumière récoltée par les télescopes :

- Instrument astrométrique AF dédié à la mesure angulaire des étoiles de magnitude 5,7 à 20
- Instrument spectrophotométrique qui utilise deux prismes pour l’acquisition des spectres d’étoiles
- Spectromètre haute résolution permettant de mesurer la vitesse radiale des étoiles

(Crédit Photos : Space Quotes - Souvenirs d'espace / Stéphane Sebile)
 
La mission

 Gaia est lancé par un Soyouz-Fregat qui doit lui permettre de rejoindre les environs du point de Lagrange L2 en 30 jours. Gaia sera ainsi placé à 1,5 million de kilomètres de la Terre. Cette position permet ainsi à Gaia d’être en équilibre ‘’quasi parfait’’ entre l’orbite terrestre et l’orbite solaire, et ainsi de pouvoir accompagner la Terre dans son périple autour du Soleil (sur une orbite appelée Lissajous).

 
Sa mission scientifique est prévue pour au moins 5 ans sans discontinuer.

Les observations de Gaia de notre Voie Lactée permettront : 
 
- D’étudier la formation de notre galaxie et l’évolution de celle-ci
- D’étudier la structure spatiale et cinématique de toutes les parties de notre galaxie
- Détermination de l’âge des étoiles et l’âge des plus vieux objets
 
Gaia va également détecter de nombreuses planètes extrasolaires par une observation dite de ‘’transit’’ et pourra peut-être mesurer les caractéristiques de certaines d’entre elles (on parle jusqu’à 65 000 planètes extrasolaires détectées par Gaia).
 
Gaia observera également plusieurs milliers d’astéroïdes situés dans la ceinture d’astéroïdes entre Mars et Jupiter. Par contre, Gaia ne pourra pas observer beaucoup d’objets de la ceinture de Kuiper. Mais Gaia pourra la plupart des astéroïdes troyens situés entre Jupiter et Saturne.
 
Les données scientifiques sont transmises 11 heures par jour à la station de réception terrestre de Cerrebros en Espagne sur une antenne de 30 mètres de diamètre. Et ensuite transmises à l’ESAC (European Space Astronomy Centre) à Villafranca près de Madrid, qui les transmettra aux scientifiques du programme Gaia.
 
Gaia est contrôlé depuis l’ESOC (Centre Européen des Opérations Spatiales) situé à Darmstadt en Allemagne.

(Les missions ESA dans l'observation du spectre)
 

 

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