Mise à jour le 27 Novembre 2010
 
 
    
CONFÉRENCE
"UNIVERS FROID, UNIVERS LOINTAIN :
DÉCOUVERTES DU TÉLESCOPE SPATIAL HERSCHEL"
Par Marc SAUVAGE du CEA et Jean DAUPHIN d’Astrium.
 
Pour les RCE 2010 Cité des Sciences de Paris
Le 12 Novembre 2010 à 17H15
 
Photos : JPM. pour l'ambiance (les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement)
Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur.  Voir les crédits des autres photos et des animations.
REMARQUE : Les comptes rendus des conférences sont mis en ligne au fur et à mesure
Vous vous en apercevrez en allant voir  la page du compte rendu général de temps en temps à l'index "conférences", je signalerai les mises en ligne dans la fenêtre des mises à jour du site
 
 
 
 
Marc Sauvage (à gauche sur la photo) est astrophysicien au service d’astrophysique du CEA à Saclay,  Jean Dauphin (à droite) est directeur des Programmes d’Observation et Scientifiques de Astrium France .
 
Ils sont concernés tous les deux par le programme Herschel, le plus grand observatoire spatial en IR lancé à ce jour (3,5m de diamètre pour le télescope).
 
 
C’est Jean Dauphin qui ouvre la conférence en précisant que l’IR est le domaine de prédilection de l’Univers froid et qu’il a été conçu pour cela, principalement par EADS-Astrium pour le compte de l’ESA.
 
 
 
 
 
 
Herschel afin de capter la lumière au maximum doit avoir un télescope le plus grand possible compatible avec la coiffe de la fusée qui doit l’emporter ; ce sera 3,5m (Hubble n’a un diamètre « que » de 2,4m en comparaison).
 
L’IR devant étudier l’Univers froid ‘proche du zéro absolu), l’observatoire lui même ne doit pas perturber l’analyse des signaux recueillis, il doit donc être froid.
À cet effet 2500l d’Hélium liquide cryogénique vont être utilisés pour refroidir dans un cryostat les instruments de mesure à une température de 2K !!!
 
Seuls les panneaux solaires voient le Soleil et protègent l’électronique de celui-ci côté « ombre ».
 
L’observatoire fait 7,5m de haut, 4m de diamètre et pèse près de 3500kg.
 
Il est situé au point de Lagrange L2 du système Terre-Soleil, à 1,5 millions de km de la Terre derrière elle. (comme son collègue Planck).
 
 
 
 
 
 
 
LE PROJET HERSCHEL.
 
C’est un projet scientifique déjà très ancien, on y pensait dans les années 1970, cela fut d’abord concrétisé avec le lancement du satellite Infra Rouge ISO par l’ESA en 1995.
 
Une mission plus complexe qui allait devenir Herschel est approuvée en 1993, elle sera officiellement démarrée en 2000 avec la définition de la conception.
Plus de 100 compagnies industrielles sont concernées en Europe avec ce projet, qui voit son aboutissement par le lancement en 2009.
 
Ce projet aurait coûté de l’ordre de 1 milliard d’Euros et aurait impliqué le travail d’une dizaine de milliers de personnes.
 
Comparaison          ISO                                        Herschel
 
Masse                    2500kg                                    3500 kg
Orbite                  terrestre                                 L2
Durée                    28 mois                                    36 mois
Qté He                 2281 l                                     2367 l
Gamme IR             2,5 – 240 micron                      55 – 672 micron (IR lointain et sub mm)
 
 
 
LE TÉLESCOPE.
 
 
Comme déjà dit, maintes fois, c’est le plus grand télescope spatial : 3,5 m de diamètre. Un tel diamètre est nécessaire, car plus les objets sont froids, moins ils émettent de lumière, il faut donc être capable d’en recueillir un maximum.
 
Il n'est épais que de 3 mm!! il pèse "seulement" 315kg alors qu'en technologie standard il pèserait 1500kg.
 
Le secret : il est formé de 12 pétales en carbure de silicium, matériau ultra léger fabriqué par Astrium. (Boostec)
La construction du miroir primaire en carbure de silicium (SiC 100) d’aussi grandes dimensions représente un défi technologique considérable.
Tous les autres matériaux possibles ont été essayés, mais aucun autre ne permettait d’obtenir les performances pour un poids acceptable. Même la NASA avait jeté l’éponge.
Il est ensuite recouvert d'une fine couche d'Aluminium (poids total 10g! seulement) protégée par un revêtement très fin de plastique.
Focale : 28,5m stabilité M1/M2 de 10 micron.
Vérification complète en cryogénie (température  opérationnelle –200°C)
 
 
 
 
LE CRYOSTAT.
 
Comme il travaille principalement dans l'IR, il ne doit pas être perturbé par toute autre source de chaleur (et notamment par lui même), aussi il emporte un vrai réfrigérateur (on dit un cryostat, il est fabriqué par la société l'Air Liquide et par EADS Astrium) avec lui; un réservoir d'Hélium de près de 2500l qui va servir à maintenir sa température très proche du zéro absolu, à 2K
(-271°C)!!!!!
 
Il contient du super fluide; l'Hélium II.
Il mesure 3m de haut par 3m de diamètre.
 
 
 
 
 
 
 
L’INTÉGRATION.
 
 
 
Trois instruments scientifiques : PACS, SPIRE et HIFI.
 
Un environnement très contraint en haut du cryostat.
 
Réglage complet du télescope au dessus du cryostat.
 
Essais au vide et au froid.
 
Obsession de la propreté.
 
 
 
Bref 28 mois de travail intense.
 
 
 
 
 
AU NIVEAU DU LANCEUR.
 
 
 
Il fallait rentrer les deux sondes (Planck et Herschel) sous la même coiffe de la fusée Ariane.
 
D’autre part, jusqu’au dernier moment, il fallait faire le complément du plein d’Hélium pour garantir la durée de vie la plus longue, ce qui a donné cette configuration visible sur la gauche : un petit trou dans la coiffe pour faire le plein !!
 
 
Une fois lancé, la mise en route fut très rapide, un voyage de 60 jours pour aller en L2.
 
Cryostat ouvert en juin 2009 et vérification des performances été 2009.
Tout est OK Herschel est bon pour le service.
 
 
 
 
LA POUSSIÈRE ET LE MILIEU INTERSTELLAIRE.
 
C’est maintenant Marc Sauvage qui prend le micro, pour nous parler des premiers résultats de Herschel.
 
Tout d’abord quelques mots sur la poussière interstellaire (principaux composants : H, C, Si, O).
 
Elle fait écran au rayonnement des étoiles, et interdit qu’il pénètre ou qu’il sorte des milieux denses.
 
Mais l’émission de la poussière elle-même permet de voir indirectement les sources d’énergies de ces milieux denses.
 
La poussière est présente pour ainsi dire partout et son émission se situe dans l’IR.
 
 
Voici quelques exemples de ce qu’a découvert ou mis au jour Herschel et qui ont déjà été décrit dans d’autres articles sur ce site (voir références au bas du texte).
 
 
 
 
 
Longue vie à Herschel (limitée quand même à fin 2012 !!).
 
 
POUR ALLER PLUS LOIN :
 
Extrait des archives du site :
 
Herschel  (tel IR européen):
     Herschel : Intégration en cours de finition. (18/10/2007)
     V Minier sur Herschel le télescope IR CR conférence aux RCE 2008 ; (29/11/2008)
     Herschel : Prêt à partir. (19/12/2008)
     ESA/ESTEC/Herschel : CR de visite du satellite Herschel et de l'ESTEC le 21 Janv 2009. (30/01/2009)
     Herschel et Planck : Arrivée à Kourou! (22/02/2009)
     Herschel et Planck : Décollage prévu bientôt. (27/04/2009)
     Lancement Herschel Planck : Vu du siège de l'ESA, tous les détails.  (15/05/2009)
     Herschel et Planck :.Tout va bien à bord! (12/06/2009)
     Herschel  :.Première lumière. (03/07/2009)
     Herschel  :.Un futur très prometteur. (06/08/2009)
     Herschel et l'astro IR : CR de la conf SAF de V Minier le 14 Oct 2009. (27/10/2009)
     Herschel  :.Dans les entrailles de l'Aigle! (25/12/2009)
     Herschel  :.Tout va bien à bord, et HIFI marche de nouveau! (04/02/2010)   
     Herschel  :.HIFI dévoile des molécules organiques dans Orion. (09/03/2010)
     Herschel : Un an après son lancement, on fait le point. (17/05/2010)
     Herschel  :.Enfin des publications à profusion. (21/07/2010)
     Herschel  :.L’UV indispensable à la fabrication d’eau ! (26/10/2010)
     Herschel  :.Le satellite Herschel CR de la conférence IAP de L Vigroux (09/11/2010)
 
 
 
Bon ciel à tous
 
 
Jean Pierre Martin   commission de cosmologie de la SAF
www.planetastronomy.com
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