Téléchargement - Destination Orbite

HERSCHEL SPACE OBSERVATORY
Explorer la formation des galaxies et des étoiles

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SOMMAIRE
La présentation de la mission ............................................................................................................................ 3
Observer l’Univers dans l’infrarouge ................................................................................................................ 5
Observer l’Univers dans le submillimétrique .................................................................................................... 6
La fiche technique .............................................................................................................................................. 7
L’instrumentation .................................................................................................................................................. 9
Les sources ........................................................................................................................................................... 12

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LA PRESENTATION D’HERSCHEL
ans un premier temps baptisé FIRST (Far InfraRed and Submillimeter Telescope),
l’observatoire spatial Herschel est la quatrième pierre angulaire du programme Horizon 2000
de l’agence spatiale européenne. Confirmée en 1997, cette mission aura quatre objectifs :
-Etudier la formation des galaxies dans les premiers âges de l’Univers et l’évolution qu’elles
ont subie depuis
-Etudier la formation des étoiles et les interactions qu’il peut y avoir avec l’environnement
interstellaire
-Observer la composition chimique de l’atmosphère et la surface des comètes, planètes et
leurs satellites naturels
-Examiner les molécules chimiques de l’Univers
Pour remplir ces objectifs ambitieux qui ont
une importance dans la compréhension du
fonctionnement de l’Univers, l’agence
spatiale européenne mise sur un télescope
d’un diamètre de 3,5 mètres qui observera
dans le domaine infrarouge lointain et
submillimétrique. Cet observatoire est très
différent des télescopes spatiaux
traditionnels. En effet, pour observer
l’Univers dans les domaines spectraux qui
sont les siens, Herschel devra avoir une
optique adaptée au grand froid et
largement expérimentée avec succès sur
ISO (Infrared Space Observatory) dans les
années 90. Les instruments sont protégés de
toute source de chaleur à l’intérieur d’une
sorte de bouteille thermos remplie d’hélium
liquide refroidi à – 273°C.
L’observatoire Herschel sera lancé par
Ariane 5ECA depuis le Centre Spatial
Guyanais de Kourou en compagnie d’une
autre mission astronomique, Planck. Après
26 minutes de vol, l’étage supérieur larguera
l’un après l’autre les satellites Herschel et
Planck sur une orbite de 270 x 1 193 622 km
sur une inclinaison de 6° par rapport au plan
équatorial. De là, Herschel et Planck
rejoindront séparément leur orbite de travail
Lagrange L2 à 1,5 millions de kilomètres de
la Terre. Le transfert vers l’orbite de travail demandera au moins 4 mois durant lesquelles 3
manœuvres de navigation seront réalisées. Les deux premières auront lieu en orbite terrestre au
Jour + 2 et Jour + 12. Cette dernière donnera le coup d’envoi vers le voyage vers l’orbite de
travail. La dernière aura lieu à Jour – 10 avant l’arrivée à Lagrange L2. La mission scientifique
d’Herschel ne débutera réellement que 6 mois après son lancement, une fois qu’il aura passé tous
les tests qui valideront ses performances et son bon état. Ces tests débuteront avant même
d’arriver à Lagrange L2.
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PHASES DE LA MISSION DEBUT FIN
Lancement Jour 0
Phase Orbite Terrestre Jour 0 Jour 0 + 12 jours
Phase de mise en route Jour 0 Jour 0 + 1 mois
Phase de vérification des performances Jour 0 + 1,5 mois Jours 0 + 3,5 mois
Phase de démonstration scientifique Jour 0 + 3,5 mois Jour 0 + 6 mois
Phase opérationnelle Jour 0 + 6 mois (1) Jour 0 + 40 mois (B)
Phase de réduction (2) B B + 3 mois
Phase de mission de consolidation B + 3 mois B + 9 mois
Phase d’archives actives B + 9 mois B + 57 mois
Phase de consolidation archive B + 57 mois B + 63 mois (3)
Phase d’archives historiques B + 63 mois -
(1) Début de la mission à proprement parlé
(2) Début de la seconde phase d’activité, notée Phase B (B)
(3) Fin de la mission d’Herschel
DICO
Pour comprendre comment fonctionne les orbites de
Lagrange, il est important de comprendre comment
fonctionne une orbite en général. Toutes les orbites font
appel à 2 choses : l'attraction terrestre et la vitesse de
satellisation. Lancez n'importe quel objet, il retombera sur
Terre. Plus vous le lancerez fort et plus loin il ira. C'est la force
d'attraction de la Terre (d'un astre en général) qui est
responsable de ce phénomène. Si on lance un satellite avec
une vitesse très élevée, 28 000 km/h dans le cas des satellites
en orbite autour de la Terre, il aura une assez grande vitesse
pour annuler cette force ou presque. Il en va de même pour
tout objet dans l'espace. Il orbitera toujours autour de
quelque chose. Ainsi, lorsqu'une sonde est lancée en
direction d'une planète, elle décrit une orbite autour du Soleil
qui croisera l'orbite de la planète visée.
Le fonctionnement des orbites, ou plutôt des Points Lagrange, est différent. Le satellite n'est plus soumis par
l'attraction d'un astre mais de 2. L'attraction de l'un est compensée par celle de l'autre. Comme le schéma
ci-dessus le montre, il existe 5 Points Lagrange. Si L1, L2 et L3 sont instables (la durée de la stabilité est limitée
et la gravité de l'un ou l'autre astre reprend le dessus), L4 et L5, situés à un angle de 60° par rapport à l'axe
entre les 2 astres, sont qualifiés de stables (la durée de stabilité est infinie). On retrouve cette même
configuration pour les astéroïdes troyens près de Jupiter. Ils sont calés sur la même orbite que la planète sur
les Points L4 et L5 situés 60° en avance ou 60° en arrière.
Orbite de travail de l’observatoire
spatial Herschel – Photo ESA

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OBSERVER L’UNIVERS DANS L’INFRAROUGE
erschel étudiera l’Univers dans la gamme de l’infrarouge lointain et le submillimétrique. Le
rayonnement infrarouge est situé au-delà de la zone visible du spectre électromagnétique,
dans des longueurs d’onde allant de 0,8 Km à 100 Km. Il est émis par des objets relativement
froids dont la température est comprise entre 30 et 3000° Kelvin. Pour la mission Herschel, l’agence
spatiale européenne mise sur l’infrarouge lointain (au-delà de 20 Km), la gamme d’onde la plus
longue dans l’infrarouge.
L’astronomie dans l’infrarouge est utilisée pour l’observation des objets cosmiques dont la
température est relativement froide comme l’atmosphère planétaire, les naines brunes, les nuages
de poussières interstellaires où naissent les étoiles ainsi que les noyaux galactiques.
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