Pierre Morel-A-L'Huissier
Question N° 51503 au Ministère de la Culture
Question soumise le 9 juin 2009
M. Pierre Morel-A-L'Huissier attire l'attention de Mme la ministre de la culture et de la communication sur le lancement d'Ariane. Le jeudi 14 mai 2009, la fusée européenne a été lancée dans le but de mieux connaître l'univers. Il lui demande si ce voyage a un autre objectif scientifique.
Réponse émise le 22 septembre 2009
Le 14 mai 2009, la fusée européenne Ariane 5 a placé sur orbite deux satellites scientifiques de l'Agence spatiale européenne (ESA), Planck et Herschel. À l'issue de ce lancement parfaitement réussi, ces deux satellites ont été dirigés vers leur orbite finale, autour du point de Lagrange dit « L2 », à environ 1,5 million de kilomètres de la Terre, où les forces d'attraction de notre planète et du Soleil se combinent naturellement pour stabiliser les corps qui s'y trouvent. Ces deux missions scientifiques poursuivent des objectifs complémentaires pour l'étude de l'Univers. La mission Planck a pour but principal de mesurer la lumière primordiale de l'Univers, appelée « fond cosmologique », émise lorsque celui-ci n'avait que 380 000 ans, alors qu'il en a près de 14 milliards aujourd'hui. Ce fond cosmologique se présente sous la forme d'un rayonnement dans le domaine des micro-ondes provenant uniformément de toutes les directions de l'espace. Du fait de la vitesse finie (bien que très élevée) de propagation de la lumière, regarder loin dans l'espace équivaut à regarder loin dans le passé. C'est ainsi que le satellite Planck, qui observe un rayonnement provenant des confins de l'Univers, peut nous en dévoiler l'état primordial. Le fond cosmologique n'est pas parfaitement uniforme, mais présente de petites irrégularités. Ces irrégularités, ou anisotropies, sont précisément ce que va étudier Planck, afin de comprendre comment elles ont pu conduire à la structure de l'Univers d'aujourd'hui. Ainsi notre galaxie, la Voie lactée, a dû être, il y a 14 milliards d'années, un simple petit grumeau dans un nuage d'hydrogène. Outre cet objectif majeur, Planck va également pouvoir étudier le milieu traversé par les micro-ondes primordiales pour parvenir jusqu'à nous, et ainsi apporter des informations sur les plus grandes structures de l'Univers à grande distance. Il permettra également de rechercher les traces laissées par de possibles ondes gravitationnelles dans le fond cosmologique, sortes de vagues agitant l'espace-temps, prédites par la théorie de la relativité générale d'Einstein, mais encore jamais observées directement. Complémentaire de Planck, la mission Herschel observera l'Univers dans des longueurs d'onde comprises entre 0,1 et 0,6 mm. C'est le domaine dans lequel émettent les objets les plus froids de l'Univers, à des températures entre 5 et 100 K, soit entre - 268 et - 173 C. C'est ainsi que Herschel permettra d'étudier les régions de notre galaxie et des galaxies extérieures où des étoiles sont en train de se former. Les étoiles en formation sont des objets froids qui ne peuvent être observés que dans la gamme de longueur d'onde accessible à Herschel. La formation des étoiles implique un ensemble de processus encore mystérieux aujourd'hui, et Herschel va permettre de percer ce mystère. Le satellite Herschel permettra en outre d'étudier des galaxies très lointaines, donc de les voir telles qu'elles étaient il y a très longtemps, plusieurs milliards d'années dans le passé. On pourra ainsi découvrir comment la formation d'étoiles dans les galaxies a pu évoluer dans l'histoire de l'Univers, ou bien quelle a été dans le passé l'importance des trous noirs que l'on sait aujourd'hui habiter le coeur de chaque galaxie, y compris la nôtre. Herschel sera également utilisé pour étudier bien d'autres domaines de l'astrophysique, notamment le milieu interstellaire, et sa chimie dans le voisinage du Soleil, ou bien les atmosphères des planètes du système solaire. Que ce soit pour Planck ou pour Herschel, la mise au point des instruments focaux a nécessité des développements technologiques inédits, qui sont la clé des progrès scientifiques majeurs attendus de ces deux missions. En ce qui concerne Planck, c'est sans nul doute la température très basse de fonctionnement des instruments qui a constitué le défi le plus important. En effet, pour étudier le rayonnement micro-ondes fossile de l'Univers, Planck doit travailler à une température proche du zéro absolu (1/10 de K seulement), ce qui n'a jamais été fait en apesanteur auparavant. Pour Herschel, c'est le développement des matrices de bolomètres utilisés comme détecteurs qui a représenté le plus grand défi. Dans les deux domaines, la France, avec son agence spatiale, le Centre national d'études spatiales (CNES), et ses laboratoires de recherche publics ou privés, a joué un rôle majeur pour faire sauter ces verrous technologiques essentiels. Ces développements technologiques auront des retombées majeures dans d'autres domaines, et c'est là un autre impact attendu de ces deux missions.
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