COMPAS - vulgarisation scientifique

Centre de Vulgarisation de la Connaissance

Accueil > Conférences, visites de laboratoires > Comptes rendus des "jeudis de la recherche" > Astrophysique spatiale, Jean-Claude Vial

Astrophysique spatiale, Jean-Claude Vial

30 novembre 2006, Institut d’Astrophysique Spatiale (Faculté des sciences, Orsay)

lundi 30 mars 2009, par Séverine

Le dernier jeudi de la recherche de l’année 2006 a invité les participants à un très grand voyage … dans l’espace. Ils ont été reçus par Jean-Claude Vial, directeur-adjoint de l’Institut d’Astrophysique Spatiale à Orsay pour une conférence présentant bien sûr le but scientifique des missions spatiales mais aussi les coulisses de ces projets monumentaux.

L’institut d’Astrophysique Spatiale (IAS)

Le satellite PLANCK-HFI
© NASA

Astrophysique… spatiale ? Logique, pensez-vous ! Mais cet adjectif a toute son importance : il signifie « simplement » que c’est depuis l’espace qu’on observe le mieux l’espace ! Pour obtenir des informations sur les planètes, le Soleil et les autres étoiles, il faut recueillir la lumière qui nous parvient. Or sur Terre, l’atmosphère pose quelques difficultés : elle absorbe certaines parties du rayonnement (elle est assez transparente pour la lumière visible – heureusement ! - et les ondes radio mais est plutôt opaque dans l’infrarouge et les rayonnements très énergétiques comme les ultraviolets ou les rayons X). D’où la solution d’envoyer les engins d’observation en orbite autour de la Terre et même encore plus loin, à l’assaut des autres planètes de notre système solaire ou du Soleil, notre étoile. Les grandes nations ont des agences spatiales (ESA pour l’Europe, CNES en France, NASA pour les Etats-Unis…) capables de gérer d’énormes projets comme un satellite mais pour la conception des instruments embarqués à bord, elles font appel à des laboratoires spatiaux. La France en compte une douzaine et l’IAS est l’un des premiers. Il compte 43 chercheurs, 73 ingénieurs et techniciens ainsi qu’une vingtaine d’étudiants en thèse ou post-doctorat pour un budget annuel, salaires inclus, de 10 millions d’euros. C’est une unité mixte du CNRS et de l’Université Paris-Sud 11, qui bénéficie du soutien du CNES et de l’ESA.

De l’idée du chercheur à l’exploitation des données…

Pour travailler dans le « spatial », il faut savoir apprivoiser le temps… La durée qui s’écoule depuis l’idée scientifique jusqu’au lancement du satellite avoisine couramment la dizaine d’années et souvent autant d’années encore à exploiter les données recueillies. La conception d’un instrument spatial nécessite un professionnalisme extrême tant les budgets mis en jeu sont élevés et les possibilités de changement de feuille de route minimes… (et nulles une fois l’instrument parti !). L’IAS pilote la réalisation des instruments depuis leur conception. Il collabore étroitement avec les industriels – comme Alcatel Espace – qui, eux, vont s’occuper de la fabrication. Une fois l’instrument assemblé, l’IAS s’occupe de le tester et d’en caractériser le fonctionnement. Il dispose pour cela de moyens techniques lourds, en particulier d’une station d’étalonnage, immense hall d’expériences, où les instruments destinés à être envoyés dans l’espace sont exposés à des conditions (rayonnement, température, vide) semblables à celles qu’ils rencontreront dans leur vie interplanétaire. Le laboratoire gère également un centre de données et d’opérations spatiales (l’IDOC). Il assure l’analyse, l’archivage et le libre accès aux données des missions auxquelles le laboratoire a contribué.

Missions en cours, missions futures

le Soleil en ultra-violet photographié par SOHO.
© ESA-NASA

Les équipes de l’IAS sont et seront impliquées dans un grand nombre de projets qui ne peuvent bien sûr pas tous être décrits ici. Citons pour les plus récents et les plus médiatisés : des « poussières interstellaires » recueillies lors de la mission STARDUST qui vont être analysés à l’IAS, l’implication dans la mission STEREO d’observation du soleil en 3D dont les satellites ont été lancés avec succès le 26 octobre. Lors de sa conférence, Jean-Claude Vial a détaillé quelques grands projets. La recherche de formes de vie extraterrestre en est un. Qui aurait parié il y a une vingtaine d’années qu’on pourrait mettre en évidence – certes presque toujours de façon indirecte – l’existence d’autres planètes autour d’autres soleils. Des objets si lointains et si peu lumineux par rapport à leur étoile ! On en a répertorié aujourd’hui plus de 200 depuis la première découverte en 1995. Des géantes gazeuses, essentiellement. L’objectif des prochaines années, grâce à des télescopes spatiaux comme COROT (lancement prévu le 27 décembre 2006), est de détecter des planètes ressemblant davantage à la Terre, rocheuses et entourées d’une atmosphère. Se posera alors le défi, encore bien plus difficile, de trouver dans ces atmosphères d’éventuels signes de vie (en repérant des molécules comme le dioxyde de carbone, l’eau, l’oxygène, l’ozone…) Plus près de nous, le Soleil. A la fois si familier et encore si mal connu. Le satellite SOHO l’observe scrupuleusement sous toutes ses coutures depuis 1995. Grâce à un coronographe, il peut enregistrer des images de la couronne solaire et de ses fantastiques éruptions projetant des milliards de tonnes de matière dans l’espace… et parfois vers la Terre. Elles provoquent de féeriques aurores boréales aux pôles mais aussi d’importants dégâts et perturbations sur les réseaux électriques et les satellites. Un paramètre qu’il faudra prendre en compte pour les futures missions habitées vers Mars ! Plus loin, dans le temps : le Big Bang. Le satellite PLANCK, qui sera lancé fin 2008, nous permettra d’en savoir beaucoup plus sur l’origine de l’univers grâce à une mesure très sophistiquée du rayonnement fossile, vestige de ce que fût le « tout début ». L’IAS est en première ligne dans cette mission avec la conception instrumentale pour détecter ce rayonnement très froid, à 3 K (Kelvin).