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    Le satellite avec vision aux rayons X

    Sous un nouveau jour :Tout le ciel vu à travers les yeux à rayons X du satellite ROSAT. Crédit :MPI pour la physique extraterrestre

    Aux premières heures du 23 octobre, 2011, ROSAT s'est engouffré dans les vagues de l'océan Indien. C'était la fin d'une success story sans précédent dans la recherche allemande sur l'exploration spatiale. Le satellite, développé et construit par une équipe dirigée par Joachim Trümper de l'Institut Max Planck de physique extraterrestre basé à Garching, non seulement trouvé plus de 150, 000 nouvelles sources de rayons X cosmiques, il a également révolutionné l'astronomie.

    Le tas de débris venait du sud-ouest, a survolé le golfe du Bengale et s'est finalement écrasé dans la mer à 450 km/h. Il n'y avait pas de témoins. Le satellite de recherche allemand le plus célèbre ne méritait-il pas une finale plus appropriée ? Au moins, l'hebdomadaire allemand Der Spiegel a eu pitié et a essayé de sauver ce qui pouvait l'être. Dans un article intitulé "Directly in its Path" publié le 30 janvier, 2012, il a rapporté que ROSAT est tombé sur Terre "manquant de peu la capitale chinoise Pékin". Le satellite "aurait probablement déchiré des cratères profonds dans la ville". Le magazine estime que la catastrophe aurait même pu endommager les relations germano-chinoises. Joachim Trümper sourit largement lorsqu'il est confronté à cela:"La probabilité qu'une seule personne soit blessée était d'environ une sur dix milliards."

    Lorsque vous parlez à Trümper de ROSAT, vous pouvez certainement détecter un soupçon de nostalgie. "C'était notre bébé, », explique le professeur émérite de l'Institut Max Planck de physique extraterrestre. L'homme de 78 ans a consacré plus de la moitié de sa vie de recherche au satellite à rayons X. Joachim Trümper se souvient de la date de lancement le 1er juin. 1990 comme si c'était hier, et était, bien sûr, présent au Centre spatial de Cap Canaveral aux États-Unis. Quelques jours avant le décollage, il a de nouveau voyagé dans l'ascenseur jusqu'au sommet du système de lancement Delta II. "J'ai jeté un dernier coup d'œil à ROSAT à travers une fenêtre là-bas, " dit l'astronome.

    Alors que Trümper était avec certains des membres de son équipe aux États-Unis, ceux qui étaient restés chez eux ont assisté au lancement au centre de recherche basé à Oberpfaffenhofen. Le centre de contrôle du Centre aérospatial allemand (connu sous son acronyme allemand DLR, Deutsches Zentrum für Luftund Raumfahrt) est l'équivalent bavarois du Houston américain, et a été impliqué dans des projets habités tels que les deux missions de navette spatiale D1 et D2 dans les années 1980 et 1990. Les experts devaient désormais « piloter » le ROSAT de deux tonnes et demie, d'une valeur de plusieurs centaines de millions de marks allemands à l'époque, surveiller sa fonctionnalité, et envoyer constamment des commandes et recevoir des données via l'antenne DLR à Lichtenau, près de Weilheim, Allemagne.

    Vendredi, 1 juin, 1990. Le soir, plus de 500 invités se sont réunis au Centre d'opérations spatiales allemand à Oberpfaffenhofen. La retransmission en direct de Cap Canaveral a été diffusée sur grand écran. Cinq minutes avant le décollage prévu, un avion civil est soudainement apparu au-dessus du campus; le compte à rebours a dû être interrompu. "C'était la blague standard jouée par l'équipe de lancement, augmenter la tension, " se souvient Trümper. Dix minutes plus tard, tout était rentré dans l'ordre. À Oberpfaffenhofen, des hôtesses ont servi du champagne, et les invités comptaient les dernières secondes. Alors que la fusée décollait dans un ciel bleu parfait 8, à 000 kilomètres, tout le monde a crié "Allez, aller, allez!" et la fanfare de Gilching a joué de la musique de marche.

    Entre le folklore de Haute-Bavière et le crash dans l'océan Indien, il n'y a pas seulement 21 ans et 5 mois, mais aussi un rendement exceptionnellement fructueux de découvertes scientifiques. L'astronomie aux rayons X est une discipline très jeune, comme l'atmosphère terrestre ne laisse passer qu'une fraction du rayonnement de l'espace extra-atmosphérique, y compris la lumière visible et le rayonnement radio. Cependant, afin d'éclairer l'univers avec des yeux aux rayons X, nous devons laisser l'atmosphère protectrice de la Terre derrière nous. Des chercheurs américains ont ainsi découvert le rayonnement X du Soleil en 1948 à l'aide d'une fusée V2 saisie. Aujourd'hui, les observatoires sont stationnés sur des satellites.

    La lumière visible peut facilement être focalisée à l'aide de lentilles ou de miroirs, mais cela ne peut pas être fait dans le cas du rayonnement X. En raison de leurs niveaux d'énergie élevés, les photons ont un effet « pénétrant » similaire à celui des balles. Pour cette raison, au début des années 50, Le physicien Hans Wolter a développé le principe d'un télescope spécial dans lequel des segments de miroirs paraboliques et hyperboliques focalisent la lumière incidente des rayons X à un angle faible. Le plan était de déployer un télescope Wolter sur ROSAT.

    D'abord, cependant, un ou deux obstacles devaient être surmontés. Dès 1972, Joachim Trümper a décidé de commencer à développer l'instrument requis. Trois ans plus tard, son groupe a participé à un appel d'offres national en Allemagne pour de grands projets scientifiques. Parmi le grand nombre de propositions soumises, trois ont été choisis. ROSAT était parmi eux.

    En 1980, lorsque le ministère fédéral allemand de la Recherche et de la Technologie de l'époque a appelé à une « implication internationale substantielle, " Trümper est parti à la recherche de partenaires. " Pour éviter que le projet ne s'enlise dans la bureaucratie pendant des années, nous avons demandé aux Américains de s'occuper du lancement. Et nous avons demandé aux Britanniques de contribuer et d'exploiter un télescope plus petit pour l'extrême ultraviolet. profitant à l'ensemble du projet. En 1983, après des années d'études, plusieurs sociétés (Dornier, MBB et Carl Zeiss) sont venus à bord. Les ingénieurs ont développé des caméras à rayons X et construit une installation d'essai de 130 mètres de long connue sous le nom de Panter. Le télescope lui-même avait une ouverture de 83 centimètres et pesait environ une tonne. Il se composait de quatre miroirs emboîtés en vitrocéramique résistant à la chaleur Zerodur. Chacun des miroirs recouverts d'or avait une précision de surface unique :par rapport à une zone de la taille du lac de Constance, irrégularités équivaudraient à une onde mesurant environ un centième de millimètre.

    Par conséquent, le télescope est entré dans le livre Guinness des records pour la surface la plus lisse. Puis vint le 28 janvier 1986 :La navette spatiale Challenger explose en boule de feu seulement 73 secondes après le décollage. Les sept astronautes sont morts, et le programme américain de voyages spatiaux habités a été interrompu pendant deux ans et demi. ROSAT était censé être mis en orbite en 1987, sur une navette spatiale. Ce n'était plus possible. « Nous devions maintenant moderniser complètement le satellite pour un lancement avec une fusée, " dit Joachim Trümper.

    Ce défi a également été relevé avec succès. Et, à la fin, la technologie et la conception n'étaient pas les seules caractéristiques record. Même le premier objectif de la mission - cartographier l'ensemble du ciel à rayons X avec un télescope imageur - a dépassé toutes les attentes. L'un des prédécesseurs de RO-SAT était le satellite Uhuru, lancé en décembre 1970. Avec ses instruments simples, les compteurs proportionnels collimatés, il découvrit 300 nouveaux objets célestes. Une décennie plus tard, l'observatoire d'Einstein, avec un télescope Wolter à bord, augmenté ce nombre à 5, 000. Et puis ROSAT est entré en scène :au cours des six premiers mois seulement, l'éclaireur en a trouvé plus de 100, 000 nouvelles sources de rayons X.

    ROSAT a ensuite observé des sources sélectionnées :objets du système solaire, étoiles et gaz dans la Voie lactée, galaxies lointaines. Cette deuxième phase devait durer un an, qui s'est ensuite transformée en huit. On pouvait toujours compter sur les chercheurs de Max Planck pour quelques surprises. Leur satellite a livré la première image radiographique de la lune, et a découvert les émissions de la comète Hyakutake. Ce dernier était au départ un casse-tête, car les comètes étaient considérées comme des « boules de neige sales ». Mais pour émettre des rayons X, des températures de millions de degrés sont nécessaires, ou des électrons de très haute énergie. La solution :les comètes ne génèrent pas elles-mêmes de rayonnement, mais sont illuminés par leur interaction avec le vent solaire, un flux de particules chargées électriquement.

    ROSAT a livré le premier aperçu complet de l'univers, des minuscules naines brunes aux supergéantes rouges, et observé des restes stellaires compacts tels que des naines blanches, étoiles à neutrons, les trous noirs et les restes de supernova. Les études de groupes et d'amas de galaxies ont fourni de nouvelles informations sur le rôle de la matière noire dans l'évolution du cosmos. Finalement, ROSAT a prouvé que les noyaux galactiques actifs et les quasars aux confins de l'espace et du temps contribuent à au moins 80 pour cent au rayonnement de fond dans la gamme des rayons X, résolvant ainsi une énigme vieille de 30 ans.

    Alors que le scout collectait diligemment des données, ses gyroscopes, utilisé pour stabiliser le satellite dans l'espace, a commencé à échouer. Les chercheurs, en particulier Günther Hasinger, qui deviendra plus tard un directeur de Max Planck, et les ingénieurs de MBB, rapidement adapté le système de navigation et équipé ROSAT d'un nouveau système pourtant ancien :il utilisait des boussoles pour s'orienter avec le champ magnétique terrestre. Le satellite fonctionnait à nouveau parfaitement. Le 25 avril, 1998, cependant, le capteur stellaire principal du télescope à rayons X est tombé en panne. ROSAT était finalement devenu trop vieux. Malgré les obstacles croissants, l'observatoire a fonctionné jusqu'au 17 décembre 1998. Le contact a été perdu le 12 février, 1999. ROSAT a fait plus que remplir sa mission. Un total de 4, 000 scientifiques de 24 pays utilisent ses données.


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