Quelques instruments d’exploration

Mission :

Lancé en 1990, le télescope spatial Hubble a pour mission principale d’observer l’Univers dans le domaine visible et ultraviolet, en offrant une résolution bien supérieure à celle des télescopes terrestres. Ses objectifs spécifiques incluent :

• L’étude de la formation et de l’évolution des galaxies: En observant des galaxies lointaines, Hubble permet de remonter le temps et de comprendre comment les galaxies se sont formées et ont évolué au cours des milliards d’années de leur existence.
• L’exploration du Système solaire: Hubble permet de réaliser des observations détaillées des planètes, des lunes et des comètes de notre Système solaire.
• La recherche des exoplanètes: Bien que ce ne soit pas son objectif principal, Hubble contribue à la découverte de quelques exoplanètes.

Organisation et construction :

Hubble est un projet conjoint de la NASA et de l’Agence Spatiale Européenne (ESA). Le télescope a été construit par la société américaine Lockheed Martin.

Dates clés et statut actuel

• Lancement: 24 avril 1990
• Fin de service nominale: Initialement prévue pour 15 ans, la mission a été prolongée à plusieurs reprises grâce à des missions de maintenance.
• Statut actuel: Bien que certaines de ses capacités aient été dégradées au fil des ans, Hubble reste opérationnel et continue à fournir des données scientifiques de haute qualité.

Orbite et caractéristiques techniques :

Hubble orbite autour de la Terre à une altitude d’environ 550 kilomètres.

Avec une masse au décollage d’environ 11 tonnes, il a une longueur de 13,2 mètres.

Son miroir principal a un diamètre de 2,4 mètres.

Instruments scientifiques :

Hubble est équipé de plusieurs instruments scientifiques, dont les principaux sont :

• La Wide Field Planetary Camera (WFPC): Cette caméra permet d’obtenir des images à grand champ et à haute résolution. Elle a été remplacée par la WFPC2 lors de la première mission de maintenance.
• Le Faint Object Camera (FOC): Cet instrument est optimisé pour l’observation d’objets de très faible luminosité.
• Le Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS): Cet instrument combine les capacités d’imagerie et de spectroscopie, permettant d’étudier la composition chimique des objets célestes.
• Le Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS): Cet instrument observe dans le proche infrarouge, ce qui permet de pénétrer les nuages de poussière et d’étudier les régions de formation d’étoiles.

Découvertes majeures :

Hubble a révolutionné notre compréhension de l’Univers. Parmi ses nombreuses découvertes, on peut citer :

• L’âge de l’Univers: Hubble a permis de mesurer avec une précision inégalée l’âge de l’Univers, estimé à environ 13,8 milliards d’années.
• L’accélération de l’expansion de l’Univers: Hubble a fourni des données solides relatives à l’accélération de l’expansion de l’Univers, ce qui suggère l’existence d’une énergie sombre.
• La découverte de disques de poussière autour de jeunes étoiles: Ces disques sont les lieux de formation des planètes.
• L’observation de collisions de galaxies: Hubble a permis d’observer des galaxies en interaction, révélant les processus de fusion et de formation des galaxies elliptiques.

Découvertes attendues :

Bien que Hubble ait atteint un âge avancé, il continue de fournir des données précieuses pour les astronomes. Les futures observations de Hubble devraient permettre de mieux comprendre la nature de la matière noire, d’étudier les exoplanètes en détail et de rechercher les premières galaxies formées après le Big Bang.

Mission :

Lancé en 1999, le télescope spatial Chandra a pour mission principale d’observer l’Univers dans le domaine des rayons X. Contrairement à la lumière visible que nous percevons, les rayons X sont émis par des objets célestes extrêmement énergétiques, tels que les trous noirs, les étoiles à neutrons et les supernovæ. Les objectifs principaux de Chandra sont :

• L’étude des trous noirs supermassifs: Comprendre la formation et l’évolution de ces objets colossaux situés au centre des galaxies.
• L’exploration des restes de supernovæ: Analyser les débris de ces explosions d’étoiles pour mieux comprendre les processus de fin de vie stellaire et la création des éléments lourds.
• L’observation des amas de galaxies: Étudier la distribution de la matière noire et de l’énergie sombre au sein de ces structures cosmiques.
• La détection des exoplanètes: Bien que ce ne soit pas son objectif principal, Chandra peut contribuer à la détection d’exoplanètes en étudiant les interactions entre ces planètes et leur étoile.

Organisation et construction :

Chandra est un projet de la NASA, développé par le Marshall Space Flight Center. Le télescope a été construit par la société TRW (aujourd’hui Northrop Grumman).

Dates clés et statut actuel :

• Lancement: 23 juillet 1999
• Durée nominale prévue: 5 ans
• Statut actuel: Chandra est toujours en opération et a largement dépassé sa durée de vie nominale.

Orbite et caractéristiques techniques :

Chandra est placé sur une orbite hautement elliptique. Cette orbite particulière, avec un apogée (point le plus éloigné de la Terre) d’environ 140 000 km et un périgée (point le plus proche de la Terre) d’environ 10 000 km, permet au télescope de passer de longues périodes hors de l’influence des radiations terrestres, offrant ainsi des observations de longue durée et de haute qualité.

Caractéristiques techniques principales :

• Masse au lancement: Environ 4 790 kg
• Longueur focale: 10 mètres
• Diamètre du miroir: 1,2 mètre
• Résolution angulaire: Inférieure à une seconde d’arc

Instruments scientifiques :

Chandra dispose de plusieurs instruments scientifiques, chacun spécialisé dans un type d’observation :

• ACIS (Advanced CCD Imaging Spectrometer): Cet instrument est une caméra à rayons X qui permet d’obtenir des images à haute résolution et des spectres électromagnétiques détaillés.
• HRC (High Resolution Camera): Cette caméra offre une résolution angulaire élevée, idéale pour l’étude des sources ponctuelles de rayons X.
• HETGS (High Energy Transmission Grating Spectrometer) et LETGS (Low Energy Transmission Grating Spectrometer): Ces spectromètres permettent d’analyser la composition chimique des sources de rayons X avec une grande précision.

Découvertes majeures :

Grâce à ses capacités uniques, Chandra a permis de réaliser de nombreuses découvertes majeures en astrophysique, notamment :

• La confirmation de l’existence de trous noirs supermassifs au centre de la plupart des galaxies.
• La mesure précise de la température et de la densité du gaz chaud dans les amas de galaxies.
• La découverte de pulsars milliseconde, des étoiles à neutrons tournant extrêmement rapidement.
• L’observation de sursauts gamma, les explosions les plus énergétiques de l’Univers.

Découvertes attendues :

Chandra continuera à jouer un rôle clé dans la recherche en astrophysique. Les scientifiques espèrent notamment :

• Mieux comprendre la formation et l’évolution des galaxies en étudiant les trous noirs supermassifs qui les animent.
• Découvrir de nouvelles populations d’étoiles à neutrons et de trous noirs.
• Explorer les processus physiques à l’œuvre dans les restes de supernovæ.
• Contribuer à la recherche de matière noire en étudiant la distribution de la matière dans les amas de galaxies.

Mission :

Lancé en 2003, le télescope spatial Spitzer, également connu sous le nom de SIRTF (Space Infrared Telescope Facility), a été conçu pour observer l’Univers dans le domaine de l’infrarouge. Cette longueur d’onde est particulièrement intéressante car elle permet de percer les nuages de poussière cosmique et d’observer des objets célestes froids et lointains, comme les étoiles en formation, les galaxies lointaines et les disques de poussière autour des étoiles. Les objectifs principaux de Spitzer étaient :

• Étudier la formation des étoiles et des planètes: En observant les régions de formation stellaire, Spitzer a permis de mieux comprendre les processus physiques à l’œuvre lors de la naissance des étoiles et des systèmes planétaires.
• Explorer les galaxies lointaines: En détectant le rayonnement infrarouge des galaxies lointaines, Spitzer a contribué à l’étude de l’évolution des galaxies au cours du temps.
• Caractériser les objets du Système solaire: Spitzer a observé les planètes, les comètes et les astéroïdes de notre Système solaire, révélant de nouvelles informations sur leur composition et leur évolution.

Organisation et construction :

Spitzer est un projet de la NASA, développé par le Jet Propulsion Laboratory (JPL). Le télescope a été construit par Lockheed Martin et Ball Aerospace.

Dates clés :

• Lancement: 25 août 2003
• Fin de la phase froide: Mai 2009 (épuisement de l’hélium liquide)
• Fin de mission: 30 janvier 2020

Orbite et caractéristiques techniques :

Orbite héliocentrique : Initialement, Spitzer a été placé, non sur une orbite terrestre, mais sur une orbite héliocentrique (centrée sur le soleil). Cette orbite particulière lui permettait de « suivre » la Terre autour du Soleil en lui offrant plusieurs avantages :

• Évitement des interférences thermiques terrestres: En s’éloignant de la Terre, Spitzer était moins soumis au rayonnement infrarouge émis par notre planète, ce qui améliorait la sensibilité de ses instruments.
• Stabilité thermique: L’orbite héliocentrique permettait de maintenir une température ambiante basse (34 Kelvins) et relativement stable, facilitant ainsi le contrôle thermique du télescope.
• Possibilité d’observations continues: Sans être contraint par une orbite terrestre, Spitzer pouvait observer des cibles pendant de longues périodes sans interruption.

Caractéristiques techniques principales:

• Masse au lancement: environ 950 kg
• Diamètre du miroir primaire: 85 cm

Instruments scientifiques :

Spitzer était équipé de trois instruments principaux :

• IRAC (Infrared Array Camera): Cette caméra à large champ permettait d’obtenir des images à haute résolution dans plusieurs bandes infrarouges.
• IRS (Infrared Spectrograph): Cet instrument mesurait les spectres infrarouges des objets célestes, permettant d’analyser leur composition chimique et leur température.
• MIPS (Multiband Imaging Photometer for Spitzer): Ce photomètre imageur était utilisé pour étudier les objets faibles et étendus, comme les galaxies lointaines et les nuages de poussière.

Découvertes majeures :

Spitzer a réalisé de nombreuses découvertes importantes, notamment :

• La découverte de nombreux disques de poussière autour d’étoiles jeunes, suggérant la présence de systèmes planétaires en formation.
• L’observation de galaxies lointaines, permettant de retracer l’histoire de la formation des galaxies.
• La découverte de nouveaux anneaux autour de Saturne.
• L’étude de la composition des comètes et des astéroïdes.

Découvertes éventuellement attendues :

Bien que la mission de Spitzer soit terminée, les données collectées continuent d’être analysées et permettent de faire de nouvelles découvertes. Les astronomes espèrent notamment :

• Mieux comprendre les processus de formation des planètes.
• Découvrir de nouvelles populations de galaxies lointaines.
• Étudier l’évolution chimique de l’Univers.

Mission :

Lancé en 2009, le télescope spatial Planck avait pour objectif principal de cartographier avec une précision inégalée le fond diffus cosmologique (FDC), un rayonnement fossile issu du Big Bang. En analysant les minuscules fluctuations de température de ce rayonnement, les scientifiques espéraient mieux comprendre :

• Les conditions initiales de l’Univers: Comment l’Univers était-il juste après le Big Bang ?
• La composition de l’Univers: Quelle est la proportion de matière ordinaire, de matière noire et d’énergie sombre ?
• Les processus physiques à l’œuvre à grande échelle: Comment les galaxies se sont-elles formées à partir des fluctuations initiales ?

Une filiation autour du fond diffus cosmologique :

La mission de Planck succédait à deux autres missions (NASA) portant également sur le fond diffus cosmologique :

• COBE (Cosmic Background Explorer) : Lancé en 1989, COBE fut le premier satellite à détecter avec certitude les anisotropies (les variations de température) du FDC. Cette découverte a marqué une étape cruciale dans la confirmation de la théorie du Big Bang. COBE a permis de mesurer la température moyenne du FDC avec une grande précision et de confirmer sa nature de corps noir.

• WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) : Lancé en 2001, WMAP a repris le flambeau de COBE en offrant une carte beaucoup plus détaillée du FDC. Grâce à une sensibilité accrue et à une résolution angulaire plus élevée, WMAP a permis de mesurer avec une précision bien supérieure les paramètres cosmologiques, tels que l’âge de l’Univers, la composition de la matière et de l’énergie, ainsi la géométrie de l’espace.

Organisation et construction :

Planck était un projet de l’Agence Spatiale Européenne (ESA), avec une importante contribution de la NASA. Le satellite a été construit par un consortium industriel européen, sous la maîtrise d’œuvre d’Alcatel Space (devenue depuis Thales Alenia Space).

Dates clés et statut actuel :

• Lancement: 14 mai 2009
• Fin de mission: 23 octobre 2013
• Statut actuel: La mission Planck est terminée, mais les données collectées continuent d’être analysées et publiées.

Orbite et caractéristiques techniques :

Planck a été placé au point de Lagrange L2 du système Soleil-Terre, à environ 1,5 million de kilomètres de la Terre. Cette position permettait d’éviter les interférences thermiques et électromagnétiques provenant de la Terre et du Soleil.

Le satellite avait une masse d’environ 1 921 kg.

Il était équipé d’un télescope de 1,5 mètre de diamètre.

Instruments scientifiques :

Planck était équipé de deux instruments principaux :

• LFI (Low Frequency Instrument): Cet instrument mesurait les fluctuations de température du FDC dans les basses fréquences.
• HFI (High Frequency Instrument): Cet instrument, refroidi à une température extrêmement basse, mesurait les fluctuations de température et de polarisation du FDC dans les hautes fréquences.

Découvertes majeures :

Les données de Planck ont révolutionné notre compréhension de l’Univers :

• Une mesure très précise des paramètres cosmologiques: Planck a permis de déterminer avec une précision inégalée l’âge de l’Univers, la vitesse d’expansion et la composition de l’Univers.
• Confirmation de l’inflation cosmique: Les données de Planck ont apporté un soutien solide à la théorie de l’inflation, qui décrit une période d’expansion extrêmement rapide de l’Univers juste après le Big Bang.
• Les observations de Planck ont permis de contraindre les modèles théoriques décrivant la formation des galaxies et des amas de galaxies.

Perspectives :

Bien que la mission Planck soit terminée, les données collectées continueront d’être étudiées pendant de nombreuses années. Les scientifiques espèrent notamment :

• Mieux comprendre la nature de la matière noire et de l’énergie sombre: Ces composantes mystérieuses de l’Univers représentent la majeure partie de la masse et de l’énergie de l’Univers. (voir les pages « La matière noire » et de « L’énergie sombre »)
• Tester de nouvelles théories de la gravité: Les données de Planck pourraient permettre de tester des théories alternatives à la Relativité Générale. (voir la page « Les théories d’unification« )
• Explorer les origines de l’asymétrie matière-antimatière: Pourquoi l’Univers est-il constitué principalement de matière et très peu d’antimatière ?  (voir la page « La dissymétrie matière-antimatière »)

Mission :

Lancé en 2013 par l’Agence Spatiale Européenne (ESA), Gaia a pour objectif principal de réaliser une cartographie en trois dimensions de notre galaxie, la Voie Lactée, avec une précision inégalée. Cette carte permettra de mieux comprendre la formation, la structure et l’évolution de notre galaxie. Plus spécifiquement, Gaia vise à :

• Mesurer la position, la distance et le mouvement d’un milliard d’étoiles: En créant une carte 3D extrêmement précise de la Voie Lactée, Gaia permettra de retracer l’histoire de notre galaxie et de mieux comprendre sa dynamique.
• Identifier de nouveaux objets célestes: Gaia devrait découvrir de nombreux objets célestes encore inconnus, tels que des planètes extrasolaires, des naines brunes, des astéroïdes et des supernovæ.
• Améliorer notre compréhension de la physique fondamentale: En mesurant avec une grande précision les positions et les mouvements des étoiles, Gaia contribuera à tester les théories de la Relativité Générale et à mieux comprendre la nature de la matière noire.

Organisation et construction :

Gaia est un projet de l’ESA, développé en collaboration avec de nombreux instituts de recherche européens. Le satellite a été construit par un consortium industriel européen, sous la maîtrise d’œuvre d’Airbus Defence and Space.

Dates clés et statut actuel :

• Lancement: 19 décembre 2013
• Durée nominale prévue: 5 ans
• Statut actuel: Gaia a plus que doublé sa durée de vie théorique et a continué d’envoyer des données scientifiques jusqu’au 15 janvier 2025. Les résultats finaux de la mission sont prévus d’être publiés en 2030.

Orbite et caractéristiques techniques :

Gaia est situé au point de Lagrange L2 du système Soleil-Terre, en équilibre gravitationnel avec la Terre à environ 1,5 million de kilomètres de celle-ci. Cette position permet d’éviter les interférences thermiques et électromagnétiques provenant de la Terre et du Soleil.

Le satellite a une masse d’environ 2 tonnes.

Il est équipé de deux télescopes optiques:

Les télescopes de Gaia sont constitués de deux miroirs primaires rectangulaires de dimensions assez inhabituelles pour un télescope spatial :

– Longueur dans la direction du balayage : 1,45 mètre

– Largeur perpendiculaire au balayage : 0,5 mètre

Ces dimensions ont été choisies pour optimiser la précision des mesures astrométriques et photométriques. La grande longueur du miroir dans la direction du balayage permet d’obtenir une haute résolution angulaire, essentielle pour mesurer les positions des étoiles avec une grande précision.

Pourquoi des miroirs rectangulaires ?

Cette forme particulière est liée à la mission spécifique de Gaia. En effet, le satellite balaye le ciel de manière continue, et cette forme de miroir permet de maximiser la quantité de lumière collectée pendant ce balayage. De plus, elle est adaptée à la géométrie du plan focal du détecteur, qui est constitué de nombreux capteurs CCD.

Instruments scientifiques :

Gaia dispose de trois instruments principaux avec des fonctions spécifiques :

• Astrometrie: Cet instrument mesure les positions, les distances et les mouvements des étoiles avec une précision extrême. Il utilise un interféromètre pour mesurer les angles très petits.
• Photométrie: Cet instrument mesure la luminosité des étoiles dans plusieurs bandes de couleur, permettant de déterminer leur température et leur composition chimique.
• Spectroscopie: Cet instrument analyse la lumière des étoiles pour déterminer leur vitesse radiale et leur composition chimique.

Découvertes majeures :

Gaia a déjà permis de réaliser de nombreuses découvertes importantes, notamment :

• Une carte 3D très détaillée de la Voie Lactée: Gaia a permis de créer la carte la plus précise de notre galaxie jamais réalisée.
• La découverte de millions de nouvelles étoiles, notamment des étoiles variables, des étoiles binaires et des étoiles à neutrons.
• Les mesures de Gaia ont permis de contraindre les modèles de la matière noire.

Perspectives :

Les données de Gaia continueront d’être analysées pendant de nombreuses années, permettant de faire de nouvelles découvertes importantes. Les astronomes espèrent notamment :

• Mieux comprendre la formation et l’évolution de la Voie Lactée: En étudiant la distribution des étoiles et leur mouvement, les astronomes pourront retracer l’histoire de notre galaxie.
• Découvrir de nouvelles planètes extrasolaires en transit devant leur étoile.
• Les mesures précises de Gaia pourront être utilisées pour tester la validité de la théorie de la Relativité Générale dans des conditions extrêmes.

Mission :

Le télescope spatial James Webb (JWST), successeur du célèbre Hubble, a été conçu pour explorer les origines de l’Univers. Ses objectifs principaux sont :

• Observer les premières galaxies: En détectant la lumière infrarouge des premières galaxies formées après le Big Bang, JWST permettra d’étudier leur formation et leur évolution.
• Étudier la formation des étoiles et des planètes: JWST observera les disques de poussière autour des jeunes étoiles, où se forment les planètes, afin de mieux comprendre les processus de formation des systèmes planétaires.
• Caractériser les atmosphères des exoplanètes: En analysant la lumière traversant l’atmosphère des exoplanètes, JWST permettra de détecter la présence de molécules organiques et d’évaluer le potentiel d’habitabilité de ces planètes.

Organisation et construction :

JWST est un projet international mené par la NASA, en collaboration avec l’Agence Spatiale Européenne (ESA) et l’Agence Spatiale Canadienne (ASC). Le télescope a été construit par un consortium industriel dirigé par Northrop Grumman.

Dates clés et statut actuel :

• Lancement: 25 décembre 2021
• Durée de mission prévue : 5 à 10 ans
• Statut actuel: JWST est pleinement opérationnel et a déjà fourni des images et des données scientifiques d’une qualité exceptionnelle.

Orbite et caractéristiques techniques :

Comme Gaïa, JWST est situé au point de Lagrange L2 du système Soleil-Terre, en équilibre gravitationnel avec la Terre à environ 1,5 million de kilomètres de celle-ci. Cette position permet d’éviter les interférences thermiques et électromagnétiques provenant de la Terre et du Soleil.

Caractéristiques physiques:

• Masse totale au lancement: environ 6 200 kg
• Diamètre du miroir primaire: 6,5 mètres
• Hauteur totale (déployé) : environ 22 mètres
• Longueur totale (déployé) : environ 21 mètres
• Taille de l’écran solaire: comparable à celle d’un terrain de tennis

Le miroir primaire : une prouesse technologique

Le miroir primaire de JWST est l’un des éléments les plus complexes et innovants de ce télescope. Sa grande taille lui permet de collecter une quantité de lumière considérable, essentielle pour observer des objets très lointains et faibles. Les segments hexagonaux sont nécessaires pour que le miroir puisse être plié lors du lancement et se déployer une fois en orbite. Chaque segment est recouvert d’une fine couche d’or, qui réfléchit très efficacement la lumière infrarouge.

Instruments scientifiques :

JWST est équipé de quatre instruments scientifiques :

• NIRCam (Near-Infrared Camera): Cette caméra infrarouge proche est utilisée pour observer les premières galaxies, les étoiles en formation et les exoplanètes.
• NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph): Ce spectrographe permet d’analyser la composition chimique des objets célestes en décomposant leur lumière en différentes longueurs d’onde.
• MIRI (Mid-Infrared Instrument): Cet instrument observe dans l’infrarouge moyen et permet d’étudier la formation des étoiles et des galaxies, ainsi que la composition des atmosphères des exoplanètes.
• FGS/NIRISS (Fine Guidance Sensor / Near-InfraRed Imager and Slitless Spectrograph): Cet instrument sert à orienter le télescope et à effectuer des observations complémentaires dans le proche infrarouge.

Découvertes majeures et perspectives :

Depuis son lancement, JWST a déjà réalisé de nombreuses découvertes importantes, notamment :

• Des images détaillées des premières galaxies: JWST a permis d’observer des galaxies très lointaines, formées peu de temps après le Big Bang.
• La découverte de molécules complexes dans les atmosphères d’exoplanètes: JWST a détecté des molécules organiques, comme le dioxyde de carbone et l’eau, dans les atmosphères de plusieurs exoplanètes.
• Des observations détaillées de la formation d’étoiles et de planètes: JWST a permis d’observer des disques de poussière autour de jeunes étoiles avec une résolution inégalée.

JWST ouvre de nouvelles perspectives pour l’astrophysique. Les scientifiques espèrent notamment :

• Mieux comprendre les premières phases de la formation de l’Univers en poursuivant l’observation des galaxies les plus lointaines.
• Découvrir des planètes habitables: JWST pourrait détecter des biosignatures dans les atmosphères d’exoplanètes, ce qui serait une étape majeure dans la recherche de la vie extraterrestre.
• Tester les théories de la cosmologie: Les observations de JWST permettront de tester les modèles cosmologiques et de mieux comprendre la nature de l’énergie noire et de la matière noire.

Mission :

Le télescope spatial Euclid a pour objectif principal de comprendre la nature de la matière noire et de l’énergie sombre, deux composantes mystérieuses de l’Univers qui représentent respectivement 27% et 68% de son contenu total. Pour ce faire, Euclid va cartographier la distribution en 3D de milliards de galaxies sur une grande partie du ciel, permettant ainsi d’étudier l’expansion de l’Univers et la formation des grandes structures cosmiques.

Organisation et construction :

Euclid est une mission de l’ESA, avec des contributions importantes de la NASA. Le satellite a été construit par Thales Alenia Space, sous la maîtrise d’œuvre de l’ESA.

Dates clés et statut actuel :

• Lancement: 1er juillet 2023
• Durée de mission nominale: 6 ans
• Statut actuel: Euclid est en phase opérationnelle et a déjà commencé à collecter de précieuses données scientifiques.

Orbite et caractéristiques techniques :

Euclid est également placé au point de Lagrange L2 du système Soleil-Terre, à environ 1,5 million de kilomètres de la Terre. Cette position offre un environnement stable pour les observations astronomiques.

• Masse totale au lancement: environ 2 tonnes
• Diamètre du miroir primaire: 1,2 mètre
• Taille totale (déployé) : environ 4,7 mètres de haut et 3,5 mètres de large

Instruments scientifiques :

Euclid est équipé de deux instruments scientifiques :

• VISible instrument (VIS): Cet instrument, développé par un consortium dirigé par l’Allemagne, est une caméra à grand champ qui prendra des images de milliards de galaxies dans le visible.
• Near-infrared Spectrometer and Photometer (NISP): Cet instrument, développé sous la maîtrise d’œuvre de la France, mesurera les distances et les formes des galaxies en observant la lumière infrarouge proche.

Découvertes et perspectives :

Bien que la mission Euclid soit encore jeune, elle a déjà fourni des premières images de haute qualité, démontrant ainsi ses capacités. Les scientifiques s’attendent à ce que les données d’Euclid révolutionnent notre compréhension de l’Univers en apportant des réponses à certaines des questions les plus fondamentales de la cosmologie, telles que :

• Nature de l’énergie sombre: En étudiant l’accélération de l’expansion de l’Univers, Euclid permettra de mieux contraindre les modèles théoriques de l’énergie sombre. (Voir la page « L’énergie sombre« )
• Propriétés de la matière noire: En étudiant la façon dont la matière noire affecte la distribution de la matière visible, Euclid permettra de mieux contraindre les propriétés de cette composante mystérieuse de l’Univers. (Voir également la page « La matière noire« )
• Formation des grandes structures cosmiques: En cartographiant la distribution de la matière dans l’Univers, Euclid aidera à comprendre comment les galaxies se sont regroupées pour former des amas et des superamas. (voir la page « Les amas et superamas de galaxies »)

Les données d’Euclid seront également utilisées pour étudier d’autres sujets, tels que la formation et l’évolution des galaxies et la recherche d’exoplanètes.

Mission :

Le télescope spatial Nancy Grace Roman, anciennement connu sous le nom de WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope), est un observatoire spatial de la NASA conçu pour étudier deux des plus grands mystères de l’astrophysique : l’énergie sombre et les exoplanètes. Ses objectifs principaux sont :

• Cartographier l’énergie sombre: En mesurant les distances et les mouvements de milliards de galaxies, NGRST permettra de mieux comprendre la nature de l’énergie sombre, responsable de l’accélération de l’expansion de l’Univers.
• Découvrir et caractériser les exoplanètes: Grâce à sa grande sensibilité et à son champ de vision étendu, NGRST devrait détecter un grand nombre d’exoplanètes, notamment celles de taille terrestre situées dans la zone habitable de leurs étoiles.

Organisation et construction :

Le télescope spatial NGRST est un projet de la NASA, géré par le Goddard Space Flight Center. La construction du télescope a été confiée à Ball Aerospace.

Dates clés et statut actuel :

• Lancement prévu: Mai 2027
• Durée de mission primaire: 5 ans
• Statut actuel: Le télescope est en phase de développement avancé.

Orbite et caractéristiques techniques :

Comme la plupart des derniers grands télescopes spatiaux, NGRST sera placé au point de Lagrange L2 du système Terre-Soleil, une position stable qui permettra des observations continues sans interférences de la Terre.

• Masse au lancement: environ 10,5 tonnes
• Diamètre du miroir primaire: 2,36 mètres
• Champ de vision: environ 100 fois plus grand que celui du télescope Hubble

Le miroir primaire : un héritage d’Hubble

Une caractéristique unique du télescope NGRST est son miroir primaire de 2,36 mètres de diamètre. Ce miroir est en fait un miroir de rechange du télescope spatial Hubble qui a été conservé et adapté pour la mission NGRST. Cette réutilisation a permis de réduire considérablement les coûts de développement et de raccourcir les délais de construction. Malgré sa taille plus petite que celle de nombreux télescopes modernes, le miroir de NGRST, associé à sa technologie d’imagerie avancée, lui permettra de réaliser des observations scientifiques de grande qualité.

Instruments scientifiques :

NGRST sera équipé de deux instruments principaux :

• Wide Field Instrument (WFI): Cet instrument à grand champ, conçu pour cartographier de vastes régions du ciel, sera utilisé pour étudier l’énergie sombre et découvrir de nombreuses galaxies.
• Coronographe: Cet instrument, conçu pour bloquer la lumière intense des étoiles, permettra d’observer directement des exoplanètes situées à proximité de leur étoile hôte.

Découvertes attendues :

Les scientifiques s’attendent à ce que NGRST approfondisse notre compréhension de l’Univers en apportant des réponses à certaines des plus grandes questions de l’astrophysique actuelle, telles que :

• La nature de l’énergie sombre: NGRST permettra de tester différentes théories sur l’énergie sombre pour mieux comprendre son rôle dans l’évolution de l’Univers.
• La formation et l’évolution des galaxies: En observant un grand nombre de galaxies, NGRST fournira de nouvelles informations sur la formation et l’évolution des galaxies au cours de l’histoire de l’Univers.
• La découverte d’exoplanètes habitables: NGRST devrait découvrir un grand nombre d’exoplanètes de taille terrestre situées dans la zone habitable de leurs étoiles, ce qui pourrait nous rapprocher de la découverte de la vie extraterrestre.

Δ  Ψ  Pour aller plus loin…

• « L’Univers dévoilé » de James Lequeux. Ce livre, référence incontournable, offre une synthèse complète des missions spatiales majeures et de leurs apports en astrophysique.
• « An Introduction to Modern Astrophysics » de Bradley W. Carroll et Dale A. Ostlie. Un ouvrage de référence plus technique, mais qui aborde en détail les instruments et méthodes utilisés en astrophysique, dont les télescopes spatiaux.
• Site de l’ESA sur Planck : https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Planck
• Site de la NASA sur James Webb : https://science.nasa.gov/mission/webb
• Site de l’ESA sur Euclid : https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Euclid