Télescopes spatiaux

COROT désorbité en 2014

CoRot (COnvection, ROtation des étoiles et Transit des planètes extrasolaires), le premier télescope spatial à traquer les exoplanètes est français. Corot était chargé de détecter des exoplanètes dans d'autres systèmes solaires et d'étudier les mystères que recèle le cœur des étoiles. Cette mission conduite sous l'égide du Centre national d'études spatiales (CNES) a été menée en coopération internationale avec la participation de l'Agence spatiale européenne (ESA) et de divers pays en majorité européens.
"Convection et rotation" font référence à la capacité du satellite de sonder l'intérieur des étoiles pour étudier les ondes acoustiques qui se propagent à leur surface, une technique dénommée sismologie stellaire ou "astérosismologie".
"Transit planétaire" évoque la technique utilisée pour détecter la présence d'une planète en orbite autour d'une étoile grâce à la diminution de luminosité qu'elle provoque en passant devant l'étoile. Pour remplir ses deux objectifs scientifiques, COROT a observé plus de 120 000 étoiles à l'aide de son télescope de 30 cm de diamètre.
Le satellite était placé à 896 km d'altitude sur une orbite circulaire avec une inclinaison de 90°.

Cette altitude lui permettait de répéter, tous les sept jours le cycle des opérations. Cette orbite permettait aussi l'observation continue, pendant plus de 150 jours, du centre de la galaxie, en été, et de la direction opposée, en hiver.
CoRoT a découvert une centaine d'exoplanètes candidates. La mission de CoRoT prévue pour une durée de vie de 3 ans, avait été prolongée une première fois en 2009, puis en 2012. Mais l'instrument de CoRoT avait cessé de transmettre ses données en novembre 2012 et n'avait pu être remis en service. En décembre 2013 les ingénieurs du centre de contrôle du CNES à Toulouse ont abaissé son orbite autour de la Terre et vidé ses réservoirs de carburant. En 2014, ils ont « éteint » le satellite qui est parti se consumer dans l'atmosphère terrestre.

Image : La fusée Soyouz 2.1B, a décollé à 15h23 (heure de Paris) le 27 décembre 2006 de son pas de tir du cosmodrome de Baïkonour pour déposer Corot en orbite. Image d'artiste du télescope spatial Corot.

Spitzer

Le Télescope spatial Spitzer Lyman Spitzer, Jr. (26 juin 1914 — 31 mars 1997) était un astrophysicien americain, auteur d'environ 200 articles scientifiques (d'après ADS/CDS (Nasa)), dont 155 en premier auteur. D'après sa biographie, il serait le premier à avoir exprimé l'idée d'envoyer un télescope en orbite terrestre. Il participa activement à la réalisation du projet du télescope spatial Hubble. Il fut lauréat de la Médaille Franklin en 1980 pour ses travaux de recherche sur les mécanismes de formation des étoiles. Son nom a été donné au télescope spatial Spitzer (SIRTF) une fois qu'il fut mis en orbite. est le plus gros télescope infrarouge lancé par la NASA. Les longueurs d'ondes infrarouge ne peuvent être observées depuis le sol terrestre, c'est donc un objet situé à l'extérieur de l'atmosphère, refroidi cryogéniquement qui effectuera ces observations. L'émission infrarouge ne parvient pas jusqu'à nous car elle est interceptée par l'atmosphère terrestre. Ce satellite est semblable au télescope spatial ISO lancé par l'ESA en 1995 et dont la durée de vie fut de 28 mois. Le lancement du télescope Spitzer s'est effectué par une fusée Delta II, le 25 aout 2003 au Cap Canaveral en Floride. Avant son lancement, il était nommé SIRTF pour Space Infrared Telescope Facility mais a été renommé Spitzer, du nom d'un scientifique américain, Lyman Spitzer. Il peut observer et détecter le rayonnement infrarouge émis par des objets à des longueurs d'onde entre trois et cent-soixante micromètres. Son orbite héliocentrique lui permet d'utiliser les températures froides de l'espace, le refroidissement du satellite permet d'éliminer très sensiblement le bruit de fond infrarouge. De plus il embarque 400 litres d'hélium liquide pour le refroidissement. Ses panneaux solaires lui fournissent l'énergie nécessaire et le protège du rayonnement des particules.

Les nouveaux instruments très sensibles du télescope permettront de percer l'espace qui est obscurci par des nuages de poussières, les nuages interstellaires bloquent les télescopes fonctionnant dans le domaine visible. Le télescope spatial Spitzer a été utilisé pour estimer le diamètre de Sednala planète naine, orbitant jusqu'à 139 milliards de km du Soleil. Son diamètre est de 1600 km, réduisant la première estimation de 2300 km.
Il permet de recueillir de nouvelles données au sujet de la formation des planètes, des objets froids tel que les naines brunes, mais aussi des galaxies et des formations d'étoiles très intenses, dans le domaine infrarouge.

Image : image d'artiste représentant le télescope spatial Spitzer.

Hubble

Le télescope spatial Hubble (Hubble Space Telescope ou HST) est un télescope en orbite à 560 kilomètres d'altitude, il effectue un tour complet de la Terre toutes les 100 minutes. Il est nommé en l'honneur de l'astronome Edwin HubbleEdwin Powell Hubble (20/11/1889 - 28/09/1953) astronome américain qui a montré que l'Univers est en expansion. Hubble est né à Marshfield dans le Missouri. Il étudie les mathématiques et l'astronomie à l'université de Chicago où il obtient son diplôme en 1910. Titulaire d'une bourse d'étude, il passe ensuite 3 ans à l'université d'Oxford où il obtient un Master of Arts en droit. Il revient rapidement à l'astronomie à l'observatoire Yerkes, où il reçoit son Ph.D. en 1917. Hale, le fondateur et directeur de l'observatoire du Mont Wilson, près de Pasadena en Californie, lui propose un poste de chercheur. Il y poursuit ses travaux jusqu'à la fin de sa vie Le 28/09/1953..
Son lancement télescope a été lancé le 25 avril 1990 par la mission STS-31 de la Navette spatiale Discovery. Ce lancement avait déjà été retardé en 1986 à cause de la catastrophe de la navette spatiale Challenger en janvier de cette année., effectué le 25 avril 1990 par une Navette spatiale, est le fruit d'un projet commun entre la NASA et l'ESA.
Ce télescope a une résolution optique meilleure que 0,1 seconde d'arc. Il est prévu de remplacer le télescope Hubble en 2018 par le James Webb Space Telescope (précédemment nommé Télescope spatial nouvelle génération, Next Generation Space Telescope ou NGST).
Le télescope Hubble pèse environ 11 tonnes, fait 13,2 mètres de long, a un diamètre maximum de 4,2 mètres et a couté 2 milliards de dollars US.
C’est un télescope réflecteur à deux miroirs, le miroir principal a un diamètre d'environ 2,4 mètres. Il est couplé à divers spectromètres et trois caméras : une à champ étroit pour les objets faiblement lumineux, une autre à large champ pour les images planétaires et une pour l'infrarouge.
Hubble emploie deux panneaux solaires pour produire de l'électricité, qui est principalement utilisée par les caméras et les quatre grands volants employés pour orienter et stabiliser le télescope.

La caméra infrarouge et le spectromètre multi-objets doivent également être refroidis à -180 °C.
Les premières images fournies par le télescope ont généralement été considérées comme très décevantes par les astronomes et tous ceux concernés par le projet.
Depuis, les plus belles images de l'univers proviennent de Hubble. Hubble est une puissante "machine à remonter le temps" qui permet aux astronomes de voir des galaxies comme elles étaient il y a 13 milliards d'années, juste 600 millions à 800 millions d'années après le Big Bang.
Ces données sont indispensables pour comprendre l'Univers tel que nous l'observons actuellement. Le télescope spatial Hubble a été réparé pour la dernière fois en mai 2009, la maintenance consistait à prolonger sa durée de vie de 5 ans. Pour cela les astronautes sont allés réparer la caméra ACS et le spectromètre imageur STIS, changer les 6 gyroscopes, les systèmes de communications et de stockage et mettre de nouvelles batteries.
Deux nouveaux instruments sont également installés, une caméra à grand champ et un nouveau spectromètre, afin d'augmenter son acuité visuel. Un mécanisme d'amarrage a également été installé pour pouvoir désorbiter le télescope en fin de vie.

Image : Le Télescope spatial Hubble est suspendu au-dessus de la Terre à 560 kilomètres d'altitude. Son miroir principal a un diamètre de 2,4 mètres.
© ESA & Hubble European Space Agency.

Pamela

PAMELA (Payload for AntiMatter Exploration and Light-nuclei Astrophysics) est un observatoire en orbite destiné à déterminer les caractéristiques de la matière noire.
Les chercheurs à la recherche d’antimatière dans l’univers font appel à des détecteurs embarqués à bord d’engins spatiaux, tels que PAMELA ou AMS (module pour l’ISS, la station spatiale internationale).
Pamela a été lancé le 15 juin 2006 par une fusée russe à bord d'un satellite Resurs DK1.
Il sera le détecteur le plus complexe de particules jamais lancé dans l'espace puisqu'il pourra détecter et mesurer avec une précision exceptionnelle la charge, la masse et le spectre d'énergie des particules cosmiques qui heurteront son détecteur.

L'objectif est d'étudier les particules cosmiques, leur spectre, leur origine, la présence d'antiparticules, et la possible présence de matière noire.

Image : Image d'artiste du télescope spatial Pamela

XMM-Newton

Le télescope spatial de l'Agence Spatiale Européenne (E.S.A.) XMM-Newton a été lancé le 10 décembre 1999. C’est le plus grand observatoire à rayons X jamais construit. Après un an d'activité, le plus grand observatoire à rayons X livre une variété impressionnante de résultats scientifiques. XMM-Newton a permis de découvrir de nouveaux amas de galaxies à des distances considérables, plusieurs milliards d'années-lumière. Ce projet a pour but de déterminer la distribution des amas de galaxies dans l'Univers lointain et de la confronter avec les prédictions des modèles d'évolution de l'Univers. L'Univers n'apparait pas comme une distribution de matière répartie de manière uniforme mais plus comme un ensemble de filaments constitués de galaxies se rassemblant aux nœuds de ces filaments pour former des amas de galaxies. Ils peuvent contenir des milliers de galaxies, et leur masse peut atteindre un million de milliards de fois (10¹⁴) la masse du Soleil. L'étude de la formation de ces amas, une pièce importante du puzzle de la structuration de l'Univers, est à la fois l'objet de nombreux programmes d'observations et de simulations numériques. Mais repérer dans le domaine visible des amas lointains afin de reconstituer le puzzle de leur formation pose de très sérieux problèmes d'observations du fait de l'extrême faiblesse du signal lumineux, nous parvenant. Une autre technique, l'observation dans le domaine des rayons X, est possible.

En effet, une fraction non négligeable (environ 20%) de la masse d'un amas est constituée d'un gaz chaud diffus, situé entre les galaxies. Ce gaz est chauffé, compte tenu du potentiel gravitationnel élevé, à des températures pouvant atteindre plusieurs dizaines de millions de degrés.
Un gaz élevé à de telles températures, est une puissante source de rayonnement X.
La stratégie adoptée par l'équipe internationale dans le cadre du programme baptisé "Sondage de la structure à grandes échelles avec XMM" consiste donc tout d'abord à détecter l'émission X de ce gaz chaud et de rechercher par imagerie, dans la même région du ciel, les images optiques complémentaires.
Les distances des galaxies constituant l'amas, sont enfin déterminées grâce à des mesures spectroscopiques.
L'imagerie est menée par le télescope de 3,6 m de l'observatoire (CFHT) Canada-France-Hawaii, tandis que les mesures spectroscopiques sont faites par l'un des télescopes géants de l'observatoire européen du VLT. L'extraordinaire sensibilité du satellite XMM-Newton, liée à la puissance des moyens d'observation au sol opérant dans le domaine visible, permet une avancée considérable dans la compréhension de la formation des amas lointains et des structures de l'Univers. Les rayons X permettent d’enrichir les informations collectées par les télescopes optiques.

Image : Image d'artiste du télescope spatial Newton, les rayons X permettent d’enrichir les informations collectées par les télescopes optiques.

Herschel

Le satellite Herschel est équipé d’un télescope de 3,5 mètres de diamètre et pèse 3 300 kg pour une dimension de 9m x 4m x 4m. Il a observé l’Univers dans les domaines infrarouge lointain et submillimétrique dans les longueurs d'ondes de 55 microns à 670 microns, une fenêtre du spectre électromagnétique mal explorée. Il a permis notamment d’étudier la formation des galaxies et des étoiles. Les détecteurs traditionnellement utilisés pour l’imagerie dans cette gamme de longueur d’onde sont des bolomètres. Ces détecteurs mesurent l'intensité du rayonnement infrarouge grâce à l’élévation en température d’un matériau absorbant. Le Service d'Astrophysique (SAp) du CEA-DAPNIA a participé à la réalisation des instruments scientifiques embarqués à bord du satellite Herschel, l'observatoire spatial de l’Agence Spatiale Européenne (ESA). Le lancement par la fusée Ariane 5, prévu pour 2007 a eu lieu le 14 mai 2009 sur le pas de tir de Kourou en Guyane. La sonde Planck a fait partie du voyage. Le 3 juillet 2009, Planck a atteint le point de Lagrange L2 et a été placé suivant une trajectoire appelée orbite de Lissajous. Les images prises par Herschel, ont montré des réseaux complexes de filaments de poussière et de gaz dans notre galaxie. Ces observations exceptionnelles dans l'infrarouge lointain fournissent aux astronomes un éclairage nouveau sur la façon dont les turbulences agitent le gaz présent dans le milieu interstellaire et donnent naissance aux structures filamentaires présentes dans les nuages moléculaires froids. Herschel a notamment pu déceler la présence d'eau, molécule cruciale pour la vie telle que nous la connaissons, dans des nuages contenant des étoiles en formation, et dans des disques contenant des planètes en formation.

Le 29 avril 2013, après avoir épuisé ses 2300 litres de liquide de refroidissement (hélium), Herschel termine sa mission d'observations de l'Univers froid.
" Herschel a dépassé toutes nos attentes en nous fournissant une extraordinaire mine de données qui va occuper les astronomes pendant encore de nombreuses années ", déclare le Professeur Alvaro Giménez, Directeur Science et Exploration robotique de l'ESA. Herschel a effectué plus de 35 000 observations scientifiques. Ces archives sont stockées au Centre européen d'Astronomie spatiale de l'ESA, près de Madrid en Espagne.
"Herschel nous a offert une vision totalement nouvelle de l'Univers, en nous montrant des aspects qui nous étaient cachés, comme des processus encore jamais vus de naissance d'étoiles et de formation de galaxies, et en nous aidant à détecter la présence d'eau partout dans l'Univers, dans les nuages moléculaires comme dans les étoiles nouvelles, leurs disques protoplanétaires et leurs ceintures de comètes", indique Göran Pilbratt, responsable scientifique du projet Herschel à l'ESA. En mai 2013, Herschell a été propulsé sur une orbite de rebus stable autour du Soleil où il restera sur le long terme.

N. B. : Les points de Lagrange : Au point L2, l'objet tourne autour du Soleil, à la même vitesse angulaire que la Terre. Un satellite placé sur l'un de ces points n'en bouge plus et tourne de concert, de manière fixe, avec la Terre autour du Soleil. Sur ce point se trouve depuis juin 2001, le satellite WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) et en 2011 le télescope spatial James Webb les rejoindra.

Image : Le 14 mai 2009, trente minutes après son lancement, l'instrument Herschel s'est séparé du dernier étage de son lanceur pour se diriger vers le point de Lagrange L2 du système Terre-Soleil à 1,5 million de kilomètres de la Terre. Herschel a contribué à améliorer nos connaissances sur la formation des étoiles sur de très grandes échelles dans l'espace et le temps cosmiques. En étudiant la formation d'étoiles dans des galaxies lointaines, il a montré que de nombreuses galaxies étaient le siège d'une très intense activité de production d'étoiles, il y a 13,8 milliards d'années. En mai 2013, Herschell a été propulsé sur une orbite de rebus stable autour du Soleil où il restera sur le long terme. Crédit : ESA/D. Ducros, 2009

Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP)

La sonde Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) a été lancée le 30 juin 2001. Elle est destinée à l'étude de l'anisotropie c'est-à-dire l'étude du fond diffus cosmologique (CMB). WMAP a été baptisée ainsi en hommage à l'astronome américain David Wilkinson, membre de l'équipe en charge du satellite, pionnier de l'étude du fond diffus cosmologique, décédé le 5 septembre 2002. L'objet de la mission est de cartographier avec la meilleure précision possible les fluctuations de température du rayonnement thermique cosmologique, ainsi que sa polarisation afin de permettre de reconstituer le contenu matériel de l'univers. Les premiers résultats de la sonde WMAP ont été salués à juste titre comme une grande avancée dans la compréhension de l'univers car WMAP a réalisé la première carte complète du fond diffus cosmologique depuis celle du satellite COBE en 1992, et ce avec une résolution considérablement meilleure.
Le cosmos est âgé de 13,8 milliards d'années.
Les premières générations d'étoiles ont commencé à s'allumer 200 millions d'années après le Big Bang.
L'image a été publiée le 11 février 2003.

Cette image représente une cartographie de l'univers observable connu dans l'état où il se trouvait à sa création, à l'âge de 380 000 ans alors qu'il devenait transparent. Ce murmure radio capturé dans le rayonnement à 3K ou -270°C, nous montre les fluctuations résiduelles de notre univers et en filigrane, les grumeaux de matière qui ont donné naissance aux galaxies. L'observatoire spatial Planck, lancé en mai 2009 prend la suite pour expliquer l'histoire de l'Univers. Son objectif est aussi d'observer le fond diffus cosmologique, le rayonnement émis 380 000 ans après la naissance de l'Univers, qui explique que la température actuelle de l'Univers est de 2,7 K.
« En observant ce signal, nous pouvons remonter le temps et voir l'Univers tel qu'il était il y a des milliards d'années en arrière », explique Dominique Yvon, astrophysicien au CEA.
L'âge de l'Univers a été précisé grâce aux observations de la sonde WMAP. Les paramètres cosmologiques indiquent une valeur probable pour l'âge de l'univers d'environ 13,8 milliards d'années avec une incertitude de 0,2 milliard d'années.

Image : Les analyses de l'image WMAP de tout le ciel indiquent que l'Univers est vieux de 13,8 milliards d'années (avec une précision de 1 %). Il est composé de 73 % d'énergie sombre, 23 % de matière sombre froide, et seulement 4 % d'atomes. Il est actuellement en expansion avec un taux de 71 km/s/Mpc (avec une précision de 5 %), il est passé par des épisodes d'expansion rapide appelés inflation et grandira pour toujours. Crédit: Équipe scientifique WMAP, NASA

Planck

L'observatoire spatial Planck de l'ESA capture le rayonnement cosmologique ou cosmic microwave background (CMB). La CMB est la «première lumière» de l'univers, publiée peu après le Big Bang, il y a 13,8 milliards d'années (≈1%), lorsque la lumière a commencé à voyager librement pour la première fois. La gigantesque boule de feu qui suivit le Big Bang s'est lentement refroidie pour devenir une toile de fond de micro-ondes. Planck observe et mesure les variations de température à travers cette toile de fond à micro-ondes, avec une sensibilité beaucoup plus élevée, une meilleure résolution angulaire et une gamme plus étendue de fréquences, que tous les observatoires précédents. La mission Planck nous a montré à quoi ressemble l'Univers à travers sa première lumière émise lorsque celui-ci était à une température de 3 000°C et n’avait que 380 000 ans.
Le 3 juillet 2009, Planck a atteint le point de Lagrange L2 et a été placé suivant une trajectoire appelée orbite de Lissajous. Planck, la machine à remonter le temps, mesure avec une très grande précision le rayonnement cosmique fossile ou fond diffus cosmologique (trace du Big Bang) afin d'établir une cartographie des inhomogénéités de température et de polarisation de ce rayonnement.

Pour cela il possède un télescope de 1,5 m de diamètre et 2 instruments scientifiques : LFI développé par l’Italie et HFI confié à la France. Les premières images très prometteuses, sont arrivées le 14 juin 2009. C'est la célèbre image de la galaxie spirale du Tourbillon, M51, que les responsables de l'instrument Photoconductor Array Camera and Spectrometer ont reçue, pour une première analyse. La première édition du catalogue de sources compactes (ERCSC, Early Release Compact Sources Catalogue) a été publiée et présentée le 11 janvier 2011, avec plusieurs milliers de sources détectées par Planck. La réserve d'hélium servant à le refroidir s'est épuisée en janvier 2012 et en octobre 2013, le centre des opérations de l'agence spatiale européenne (ESA), implanté à Darmstadt (Allemagne), ont éteint les émetteurs et les instruments du satellite. Cependant pour les scientifiques il reste encore beaucoup de données à analyser. En 2014, ils publieront un nouvel ensemble de données cosmologiques. Puis le satellite Planck sera propulsé sur une orbite de rebus stable autour du Soleil où il restera à jamais, en compagnie du satellite Herschell. Les deux satellites avaient été lancés en même temps par une fusée Ariane, en mai 2009.

Image : Cette image composite en fausses couleurs, montre le télescope spatial Planck, sur une carte de la CMB (Cosmic Microwave Background radiation), la «première lumière» de l'univers, émise peu après le Big Bang, il y a 13,8 milliards d'années (≈1%).
Crédit : ESA/D. Ducros, 2009

MOST

Le télescope spatial MOST (Microvariability and Oscillation of STars ou Microvariabilité et Oscillation des Étoiles) est lancé dans l'espace en 2003. C’est le premier satellite scientifique canadien mis en orbite et entièrement conçu et construit par le Canada.
MOST est un petit télescope dédié uniquement à l'astérosismologie, c'est-à-dire à l'étude des vibrations qui secouent les étoiles. L'intérêt d'étudier de telles vibrations est grand puisqu'il permet d'obtenir des informations sur la structure interne d'une étoile, donc, sur ses dimensions, sa masse et ses constituants.
Le projet est initié en 1996 par les chercheurs Slavek Rucinski du Centre de Recherches en Technologies de la Terre et de l'Espace de l'Ontario, Jaymie Matthews et Tony Moffat.
De la taille et de la forme d'une grosse valise, le satellite ne pèse que 54 kilogrammes et est doté d'un télescope ultra perfectionné d'à peine 15 centimètres de diamètre.
Pourtant, il est dix fois plus sensible que le télescope spatial Hubble pour détecter les minuscules variations de luminosité des étoiles dues aux vibrations qui secouent leur surface.

MOST effectue une orbite complète autour de la Terre toutes les 101 minutes en passant par les deux pôles de la Terre.
Il peut ainsi passer 60 jours à observer en continu la même étoile. Sa durée de vie devrait être de 5 à 10 ans. La première découverte majeure est faite en 2004 concerne Procyon, une des étoiles les plus étudiées par les astronomes.
Alors que l'on s'attend à voir l'astre vibrer, on constate qu'il n'en est rien. Cela contredit 20 ans de théories et d'observations forçant ainsi les astrophysiciens à repenser leurs modèles sur les étoiles.
En 2005, MOST observe pour la première fois une planète géante qui orbite si près de son étoile hôte que celle-ci se voit forcée de synchroniser sa rotation avec la planète.
D'ordinaire, ce sont les planètes qui synchronisent leur rotation avec leur étoile.

Image : Le télescope spatial MOST mis en service en 2004. Image d'artiste du télescope spatial Most

SOHO

La mission SOHO a pour objectif d'étudier la structure interne du Soleil, la chaleur de son atmosphère, les origines du Vent solaire. La sonde spatiale SOHO est le fruit d’une collaboration entre la NASA et l’ESA. Elle a été lancée le 2 décembre 1995 de la base de Cap Canaveral (USA) par une fusée Atlas II.
En fonctionnement depuis février 1996, et malgré une perte de contact de plusieurs mois, la mission se déroule remarquablement bien et elle est prolongée au delà de 2010. La distance Terre-Soleil est égale à 150 millions de kilomètres. SOHO évolue sur une orbite en halo autour du point de Lagrange L1. En ce point, les forces de gravitation exercées par le Soleil et la Terre sur un objet s’équilibrent, mais l'équilibre est instable et SOHO décrit donc une orbite autour de ce point particulier. La période de SOHO est égale à la période de révolution de la Terre autour du Soleil, soit environ 365 Jours.

Le 26 décembre 2010, SoHO (Solar and Heliospheric Observatory) a découvert sa 2000ème comète. Elle appartient au groupe de comètes "Kreutz", une grande population de comètes qui partagent toutes le même chemin orbital, dans l'espace. Les comètes de Kreutz proviennent d'une unique comète parente qui s'est probablement brisée près du Soleil il y a des siècles ou plus. Approximativement 85% des comètes que SOHO découvre sont de minuscules fragments de cet objet original.

Image : Image d'artiste du télescope spatial Soho

Kepler

Kepler, le télescope spatial de plus d'une tonne, est parti en direction de la voie lactée, le 6 mars 2009 à 22H48, heure de Floride, grâce à une fusée Delta II, à la recherche de planètes extrasolaires ou exoplanètes. Les planètes que le télescope Kepler va rechercher, sont des exoterres de petites tailles, 2 à 20 fois la taille de la Terre, celles que le télescope spatial Corot ne peut apercevoir.
En mars 2009, les scientifiques annoncent avoir découvert 342 exoplanètes, 289 étoiles avec des planètes et 0 planètes identiques à la taille de la Terre. Les 342 planètes sont des géantes gazeuses pour la plupart, mais aucune dans la zone habitable. C'est pour atteindre cet objectif que les Américains ont lancé la mission Kepler, visant à déterminer s'il y a des planètes habitables en dehors de notre système solaire. Kepler va observer attentivement pendant trois ans et demi, plus de 100 000 étoiles de la Voie lactée, plutôt situées dans les régions du Cygne et de la Lyre. Il devra repérer les planètes en orbite autour d'étoiles identiques à notre Soleil, rocheuses comme notre Terre et de plus, positionnées dans la zone habitable, c'est-à-dire, ni trop loin ni trop près de son étoile. Comme Corot, Kepler observe en continu deux zones de la Voie Lactée riches en étoiles.
Kepler surveille plusieurs dizaines de milliers d’étoiles en même temps. La tâche des astronomes est gigantesque car ils doivent trouver dans les données transmises par Kepler, les signaux typiques de transits planétaires.

C'est en observant un grand nombre d'étoiles que les scientifiques auront le plus de chance de faire la découverte espérée, trouver une exoplanète de la taille de la Terre et située dans la zone habitable de son étoile. Kepler embarque pour cela un télescope spécialisé de un mètre de diamètre avec un champ de vision de 105 degrés et une définition d'image de 95 millions de pixels.
Ce monstre technologique de la Nasa voit large, puisqu'il est muni d'un photomètre pour mesurer la brillance de dizaines de milliers d'étoiles simultanément, afin d'augmenter les chances de découverte par la méthode du transit.
Un transit se produit à chaque fois que la planète passe entre son étoile et l'observateur, à ce moment là, la planète occulte un peu de la lumière de l'étoile, produisant un assombrissement périodique détectable.
Cette signature est utilisée pour repérer la planète et déterminer sa taille et son orbite.
«La mission Kepler, pour la première fois, va permettre aux humains de notre galaxie de rechercher des planètes de tailles comparables à la Terre ou même plus petites», a déclaré le chercheur principal William Borucki du centre de recherche de la NASA, en Californie.
«Grâce à ses capacités de pointe, Kepler va nous aider à répondre à l'une des questions des plus anciennes de l'histoire de l'homme : Y a-t-il d'autres êtres que nous, dans l'univers ?»

Image : le télescope spatial Kepler, de plus d'une tonne, est parti en direction de la voie lactée, le 6 mars 2009. Grace à Kepler, nous apprendrons peut être que nous ne sommes pas les seuls êtres vivants de l'Univers.

WISE

Le télescope spatial WISE (Widefield Infrared Survey Explorer), est un satellite transportant un télescope infrarouge sensible conçu pour photographier l'ensemble du ciel. Son premier objectif est de détecter dans l'infrarouge les astéroïdes du système solaire et bien sûr les géocroiseurs dont la trajectoire est susceptible de frôler celle de la Terre. Son second objectif est de détecter les étoiles jeunes ou de faible luminosité situées à proximité du Soleil dont les naines brunes difficiles à observer car elle ne brillent pas.
Son troisième objectif est de détecter les étoiles de notre galaxie masquées par les nuages interstellaires. Ces étoiles invisibles constituent plus de 90 % de l'ensemble des étoiles. Et enfin d'observer la structure et le processus de formation des galaxies proches.
Comme les observations dans l'infrarouge sont sensibles à la température, le télescope WISE et ses détecteurs sont maintenus à une température très froide (258ºC, seulement à 15º Celsius au-dessus du zéro absolu), par un cryostat rempli d'hydrogène solide au lieu de glace.
Des panneaux solaires qui pointent toujours vers le Soleil, fournissent l'électricité nécessaire dont le satellite a besoin pour fonctionner.

WISE est en orbite au-dessus de la ligne de démarcation entre la nuit et le jour sur Terre, le télescope est sur un angle droit par rapport au soleil et à la Terre. Les orbites de WISE, alignées du pôle Nord au pôle sud, en passant par l'équateur, permettent de balayer une bande du ciel. Comme la Terre se déplace autour du Soleil, WISE balaye le ciel tout entier, au bout de six mois. WISE capture une image du ciel toutes les 11 secondes. Chaque image couvre une zone du ciel, 3 fois plus grande que la pleine Lune. Tous 6 mois, WISE prend près de 1 500 000 photos pour couvrir la totalité de la voute céleste.
Chaque photo est prise sur quatre longueurs d'onde différentes.
Les données prises par WISE sont envoyées par transmission radio, 4 fois par jour et téléchargées sur les ordinateurs afin de regrouper les images, qui permettront de produire un atlas couvrant toute la sphère céleste.

Image : Image d'artiste du télescope spatial WISE (Widefield Infrared Survey Explorer)

Cryosat-2

ESA's Earth Explorer mission CryoSat est dédiée à un contrôle précis de l'évolution de l'épaisseur des glaces marines flottantes dans les océans polaires et les variations dans l'épaisseur de la calotte glacière qui recouvrent le Groenland et l'Antarctique. Les effets du changement climatique sont beaucoup plus visibles dans les régions polaires, il est important de comprendre exactement comment les champs de glace de la Terre réagissent. La diminution de la couverture de glace est souvent citée comme une des premières victimes du réchauffement climatique et la glace polaire joue un rôle important en régulant le climat et le niveau des mers. Le satellite Cryosat-2 a été mis en orbite le jeudi 8 avril 2010 par la fusée Dnepr lancée du Kazakhstan, Cryosat-2 suivra les variations de la hauteur des glaces des régions polaires, avec une précision millimétrique. C'est grâce à son altimètre et à l’aide de DORIS, que le satellite Cryosat-2 mesurera les variations de la hauteur des glaces.
"Après l’échec du lancement de Cryosat-1 en 2005, il a été décidé très vite de faire un nouveau satellite pour observer les glaces, rappelle Françoise Schiavon, chef de projet Cryosat-2 au CNES.

Le satellite, en orbite polaire, survolera régulièrement les calottes glaciaires, pendant 3 ans, jusqu'en 2013.
A chaque passage, son altimètre mesurera la hauteur des glaces de l’Antarctique et de l’Arctique mais aussi celle des banquises et des glaciers de montagnes.
Pour les zones très accidentées, comme les bords de l’Antarctique ou les glaciers, l’altimètre prendra 2 mesures sous 2 angles différents pour avoir une information sur le relief.
Le satellite CryoSat-2 survolera la Terre à une altitude d'un peu plus de 700 km en atteignant des latitudes de 88 °.
"Toutes les données seront archivées par le CNES qui sera capable de générer des produits altimétriques à la demande", précise Françoise Schiavon.
En répondant à ce défi, les données fournies par la mission CryoSat va nous permettre de comprendre comment les changements climatiques affectent ces régions et conduire à une meilleure compréhension du rôle que joue la glace dans le système terrestre.

Image : Images assemblées du satellite Cryosat-2 et de la banquise.

SDO (Solar Dynamics Observatory)

Lancé le 11 février 2010, SDO est le vaisseau spatial le plus sophistiqué jamais conçu pour étudier le soleil.
Après une série de petits ajustements moteur, SDO s'est stabilisé sur son orbite géosynchrone.
Au cours de sa mission de cinq ans, ce télescope spatial examinera le champ magnétique du soleil permettant ainsi une meilleure compréhension du rôle que le soleil joue sur la chimie atmosphérique de la Terre et le climat. Dès son lancement, les ingénieurs ont effectué pendant 2 mois, des essais et des vérifications de composants. Pleinement opérationnel en avril 2010, SDO fournira des images avec une clarté 10 fois meilleure que la télévision haute définition.
Les données ont été disponibles après une série de réglages dont la mise sous tension de l'émetteur en bande Ka, qui a permis à l'instrument de commencer ses observations scientifiques dès la mi-mai 2010.
Durant cette mission, les ingénieurs collecteront des données scientifiques plus complètes et plus rapidement que sur tout autre engin spatial d'observation solaire.
SDO est conçu pour nous aider à comprendre l'influence du Soleil sur la Terre et l'espace circumterrestre et l'étude de l'atmosphère solaire se fera dans plusieurs longueurs d'onde simultanément.
SDO dispose de 10 capteurs CCD dont 8 à l'intérieur des instruments scientifiques et 2 dans le star trackers. Les capteurs CCD peuvent fonctionner à des températures très basses jusqu'à -100°C.
Ces capteurs CCD de haute qualité en lumière visible sont conçus pour la détection de la lumière ultraviolet extrême. Ils sont refroidis et protégés du soleil par un panneau de radiateurs.

Le rayonnement thermique du panneau est suffisant pour renvoyer dans l'espace la petite quantité de chaleur générée par l'exploitation des capteurs CCD.
L'exceptionnelle activité du Soleil du 5 avril 2010 a affecté notre flotte de satellites. Le satellite Galaxy 15 a cessé de répondre aux commandes et les ingénieurs ont du entreprendre une manœuvre de récupération.

nota: L'orbite géosynchrone ou GSO (geosynchronous orbit), est une orbite géocentrique sur laquelle un satellite se déplace dans le même sens que la Terre (d'ouest en est) et dont la période orbitale est égale à la période de rotation sidérale de la Terre (environ 23h 56min 4,1s). Cette orbite a un demi grand axe d'environ 42 200 km. Si l'orbite est située dans le plan de l'équateur, le satellite apparait comme un point fixe dans le ciel. On l'appelle alors "orbite géostationnaire". L'orbite géostationnaire est une orbite géosynchrone qui a une inclinaison et une excentricité nulle, située à 35 786 km d'altitude. Si l'orbite est inclinée par rapport au plan de l'équateur terrestre, le satellite décrit un analemme dans le ciel lorsqu'il est observé depuis un point fixe de la surface de la Terre.

Image : L'anneau de feu du 30 mars 2010.
Cette image de Solar Dynamics Observatory montre en détail une énorme éruption qui a engendré cette grande protubérance solaire prise aux alentours du 30 Mars 2010. Le mouvement de torsion de la matière solaire est sur cette photo la caractéristique la plus remarquable.
Image Crédit: NASA/SDO/AIA

SWIFT Gamma-Ray

SWIFT est un télescope spatial, lancé sur une orbite terrestre basse, le 20 novembre 2004 à 17:16:00 UTC, par une fusée Delta 2. L'objectif de SWIFT est d'étudier les sursauts gamma. Les sursauts gamma (GRB) sont les explosions, les plus puissantes de l'Univers, depuis le Big Bang. Les sursauts Gamma, brefs mais intenses, se produisent environ une fois par jour dans l'Univers. Ce sont de véritables bouffées brulantes, de rayonnement gamma qui viennent de toutes les directions du ciel et durent, de quelques millisecondes à quelques centaines de secondes.
Les scientifiques se demandent si ce sont des naissances de trous noirs, des explosions stellaires, des collisions d'étoiles à neutrons, des dislocations d'étoiles par un trou noir supermassif, ou est-ce un autre phénomène exotique qui provoque ces explosions ?

SWIFT est une mission de la NASA avec une participation internationale. Depuis 2004, les scientifiques disposent d'un outil dédié pour répondre à ces questions et résoudre le mystère des sursauts gamma.
Ses trois instruments scientifiques donnent la possibilité de scruter les sursauts gamma comme jamais auparavant. Quelques secondes après la détection d'une rafale, SWIFT relaie son emplacement cosmique, aux stations au sol, permettant à la fois aux télescopes basés au sol et spatiaux du monde entier d'observer l'éclatement de la rémanence.

Image : image d'artiste du satellite SWIFT, l'explorateur de sursauts Gamma.

EUCLID

Euclid est une mission spatiale de l'Agence spatiale européenne (ESA) conçue pour comprendre l'origine de l'accélération de l'expansion de l'Univers et la nature de sa source, appelée énergie sombre.
Cette nouvelle interaction si elle est confirmée serait une véritable révolution pour la physique fondamentale. Cette énigme, Euclid va essayer de la lever en collectant les données nécessaires à l'explication de cette énergie sombre.
Euclid dispose d'un télescope de 1,2 mètre de diamètre observant en lumière visible et dans le proche infrarouge qui doit mesurer la forme et le décalage vers le rouge de millions de galaxies et groupes de galaxies jusqu'à un décalage de deux ce qui doit remonter jusqu'à 10 milliards d'années. Cela couvre la période où l'énergie sombre a joué un rôle significatif dans l'accélération de l'expansion de l'univers. Il y a 5 milliards d'années l'expansion, jusqu'alors en décélération, a accéléré.

Son lancement est prévu en 2020.
Son nom fait référence à Euclide, un mathématicien grec considéré comme le père de la géométrie.

Image : image du télescope Euclid. Euclid est un instrument long de 4,5 mètres pour un diamètre de 3,1 mètres et une masse de 2,1 tonnes.
Euclid doit être lancé dans l'espace par une fusée Soyouz tirée depuis la base de Kourou. Après un transit de 30 jours il est stabilisé pour parcourir une trajectoire de Lissajous de grande amplitude (environ 1 million de km) autour du point de Lagrange L2 du système Soleil-Terre. Crédit : ESA