Magazine Observatoire de Paris n°10 jun/jui/aoû 2008
Magazine Observatoire de Paris n°10 jun/jui/aoû 2008
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°10 de jun/jui/aoû 2008

  • Périodicité : trimestriel

  • Editeur : Observatoire de Paris

  • Format : (220 x 307) mm

  • Nombre de pages : 32

  • Taille du fichier PDF : 22 Mo

  • Dans ce numéro : spécial spatial.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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LES ÉQUIPES SCIENTIFIQUES partagent avec le public un moment d’exception lors de la retransmission en direct du tir de CoRoT, le 27 décembre 2006./The scientific teams share with the public an exceptional moment during the live broadcast of CoRoT’s launch, on 27 December 2006. Observatoire de Paris LE TÉLESCOPE EVRIS et sa lunette guide./EVRIS and its guide telescope. Observatoire de Paris Contact : Annie BAGLIN Directeur de recherche émérite CNRS PI de CoRoT LESIA +33 (0)1 45 07 77 37 annie.baglin@obspm.fr LE SATELLITE CoRoT prêt au lancement mesure 4,40 m de haut et pèse 650 kg. Il a coûté au total 170 millions d’euros./The COROT satellite ready for launch is 4.40 m high and weighs 650 kg. Its total cost was 170 million euros. Starsem/Arianespace, 2006 Le Soleil, comme toutes les étoiles, « chante » : il est animé en permanence de mouvements ou vibrations périodiques. C’est dans les années 1970 que les astronomes ont compris que l’étude de ces vibrations pouvait leur fournir de précieuses informations sur la structure interne des étoiles. Le premier projet de sismologie solaire dans l’espace voit le jour dans les années 1980. EVRIS 1 est un petit télescope de 9 cm construit par le LESIA, associé au Laboratoire d’astrophysique de Marseille 2 qui est embarqué à bord de la sonde russe Mars 96. Malheureusement, la sonde s’abîme dans le Pacifique. Près de dix années de travail sombrent avec EVRIS. L’aventure aurait pu s’arrêter là... Heureusement, l’équipe avait anticipé l’avenir en répondant en 1993 à un appel d’offre du CNES pour des « petites missions ». Elle proposait un projet plus ambitieux baptisé CoRoT 3. Le télescope est plus grand, la durée d’observation est plus longue. En 1994, ce projet est sélectionné pour une phase d’études plus approfondie, aussitôt menée au LESIA et au LAM. Après l’échec d’EVRIS, CoRoT devient alors le premier projet de sismologie stellaire. On parle à l’époque d’un lancement en 1998. Mais en 1995, la découverte de la première planète extrasolaire à l’Observatoire de Haute- Provence fait la une des magazines. Pour l’équipe scientifique de CoRoT, cette découverte agit comme un catalyseur : si CoRoT, et son télescope de 30 cm de diamètre, est capable de déceler les variations lumineuses de lointaines étoiles, il ne fait aucun doute qu’il pourra repérer le passage d’une exoplanète devant une étoile. S’adapter pour exister Les responsables du projet CoRoT étudient les modifications nécessaires. Pour favoriser la viabilité économique du projet, ils s’associent avec l’ESA ainsi qu’avec des partenaires européens et brésiliens. Leur opiniâtreté est payante puisqu’en 2000, le CNES sélectionne CoRoT dans sa nouvelle configuration. Le projet connaît encore quelques aléas politiques et financiers. Mais la communauté scientifique manifeste son soutien et l’équipe ne se décourage pas. La maîtrise d’œuvre globale de la mission est assurée par le CNES et le développement de l’instrument est réalisé en partenariat avec le LESIA, l’IAS à Orsay et le LAM. Les industriels ne sont pas en reste, puisque de nombreux contrats sont signés notamment avec Alcatel Alenia Space (France), Sodern (France), e2v Technologies (France), Astrium (Allemagne) et GMV (Espagne). La mission CoRoT est souvent citée comme un modèle exemplaire de partenariat entre laboratoires, agences spatiales et industriels. Malgré vingt années de doutes et remises en question, CoRoT est aujourd’hui en orbite et promet une belle moisson de données 4. CoRoT : NÉE SOUS UNE BONNE ÉTOILE CoRoT : BORN UNDER A LUCKY STAR Le lancement de CoRoT s’est déroulé avec succès en décembre 2006. Cette mission aurait pourtant pu ne jamais voir le jour sans l’obstination et la ténacité d’une équipe et de ses partenaires. CoRoT was successfully launched in December 2006. But the mission could never have happened without the stubborn tenacity of a team and its partners. 8 – MAGAZINE DE L’OBSERVATOIRE N°10 – SPÉCIAL SPATIAL/JUIN 2008 The Sun, just like any other star, « sings ». It is constantly undergoing motion in the formof periodic vibrations. In the 1970s, astronomers realized that the study of those vibrations could provide valuable information on a star’s internal structure. The first project in solar seismology in space dates from the 1980s : EVRIS 1, a small, 9-cm telescope built by LESIA in association with the Marseille Laboratory of Astrophysics 2, was aboard the Russian Mars 96 probe. Unfortunately, the probe fell into the Pacific Ocean and with it almost ten years of work were lost. That could have been the end of the story. Fortunately though, the team had already anticipated the future by responding in 1993 to a call for tenders from the National Centre for Space Studies (CNES) for « small missions », and it had proposed a more ambitious project called CoRoT 3.The telescope was larger and the observation period longer. In 1994, their project was selected for an in-depth study phase along, and it was immediately examined at LESIA and LAM.After EVRIS’s failure, CoRoT became the first stellar seismology project. A possible 1998 launch was then discussed. But in 1995, the discovery of the first extrasolar planet at the Haute-Provence Observatory made the headlines. For the CoRoT team, this discovery acted as a catalyser : if CoRoT with its 30-cm telescope was able to detect light variations in distant stars, it could certainly spot the transit of an exoplanet in front of a star. To adapt in order to exist Those in charge of the CoRoT project studied the necessary changes. To improve the project’s economic viability, they entered in a partnership with ESA and some European and Brazilian associates. Their tenacity paid off : in 2000, the CNES selected CoRoT in its new configuration. The project had still to clear a few political and financial hurdles, but the scientific community was behind it and the team would not be deterred. The mission’s overall management rested with the CNES, and the instrument’s development was carried out jointly with LESIA, the Institute for Space Astrophysics (Orsay) and LAM. Industry was also involved, as shown by the number of contracts signed with companies such as Alcatel Alenia Space (France), Sodern (France), e2v Technologies (France),Astrium (Germany) and GMV (Spain).The CoRoT mission is often quoted as a model of a partnership among laboratories, space agencies and industry. After going through twenty years of doubts and reassessments, CoRoT is presently in orbit, and it promises to deliver a wealth of data 4. 1. Étude de la Variabilité et de la Rotation des Intérieurs Stellaires. 2. Ancien Laboratoire d’astronomie spatiale - LAS, rebaptisé LAM après sa fusion avec l’observatoire astronomique de Marseille-Provence./Formerly Laboratoire d’astronomie spatial (LAS), it was renamedLAM after merging with the Marseille- Provence Astronomical Observatory. 3. COnvection, ROtation et Transit planétaire. 4. Voir article p.25./See article on p.25. CONTEXTE LES SIGNATURES D’ACCORDS de coopération dans le cadre des missions spatiales sont des moments importants... Ici avec le Brésil pour CoRoT./The signing of cooperation agreements for space missions are important moments. Here with Brazil for CoRoT. CNES
esrnts CONTEXTE MAGAZINE DE L’OBSERVATOIRE N°10 – SPÉCIAL SPATIAL/JUIN 2008 – 9 TOUT LE MONDE S’ACCORDE AUTOUR D’UN INSTRUMENT INSTRUMENT DEVELOPMENT IS A COLLECTIVE AFFAIR La variété des instruments utilisés dans le domaine de l’astronomie résulte de la diversité des objets célestes étudiés et de celle des informations à collecter. Pourtant, si chaque projet comporte ses particularités, le développement d’un instrument spatial doit toujours tenir compte de contraintes similaires et respecter les mêmes exigences. The wide variety of astronomical instruments reflects that of the celestial objects or phenomena under study and the information to be gathered. However, despite the particular character of each individual project, similar constraints and requirements apply to the development of every space instrument. Les appels à idées, lancés par les agences spatiales, sont les principales occasions pour les astronomes de proposer de nouveaux instruments, soit par les mesures inédites qu’ils permettront d’effectuer, soit par leur méthode innovante de mesure, soit encore par les améliorations des méthodes précédentes. Un instrument scientifique spatial est conçu autour d’un cœur, le dispositif expérimental de la mesure, dans un corps suffisamment robuste pour résister aux contraintes sévères de la spatialisation. Science et ingénierie sont donc mobilisées et pourraient être confiées à des équipes différentes, au sein de laboratoires de recherche ou d’industriels. Pourtant, l’expérience l’a prouvé, des équipes intégrées qui réunissent les compétences transverses et au sein desquelles les interactions sont courtes et rapides, sont plus efficaces pour parvenir aux meilleurs compromis entre des exigences contradictoires. Au sein des laboratoires, les équipes de recherche sont ainsi amenées à faire des développements innovants dans le monde de l’ingénierie spatiale. Cette confrontation des cultures est l’une des raisons qui rendent ces projets passionnants alors même qu’ils sont souvent extrêmement exigeants et très longs. L’espace rapproche les cultures Le développement d’un instrument spatial se traduit par un prototype quasiment unique qui sera monté sur le satellite. C’est l’aboutissement du travail de plusieurs équipes sur une longue période, la dizaine d’années, pendant laquelle elles auront dû maintenir tant une cohésion individuelle qu’une cohésion collective. Ces équipes sont en outre généralement internationales. Heureusement, les différences culturelles nationales sont en partie gommées par la « culture spatiale » et la « culture projet ». Ces cultures sont de nos jours, bien partagées par tous, dans tous les pays et par les deux secteurs concernés que sont la recherche et l’industrie. Il est ainsi possible d’intégrer dans un instrument commun des parties qui proviennent d’horizons différents et de pouvoir envoyer dans l’espace des systèmes sophistiqués et fiables. Bien que l’histoire nous ait fourni comme contre-exemple l’épopée de la mission des astronautes américains qui ont réussi, au prix d’efforts intenses et coûteux, à corriger in situ la myopie du télescope spatial Hubble, les instruments dans l’espace ne sont en général ni réparables ni modifiables. Seule une gestion rigoureuse, la multiplicité d’études, de modélisations numériques, l’assurance-qualité et les nombreux tests de qualification et de recette permettent d’atteindre une fiabilité élevée des systèmes embarqués. The call for ideas by space agencies offers astronomers an excellent opportunity to propose new instruments,either in terms of the type of measurement to be performedor the method used. A scientific space instrument consists of a main component, the measuring device, embedded into a container or shell strong enough to withstand the severe conditions in space. Scientists and engineers then get down to work, sometimes in different teams, at research or industrial laboratories. And yet, experience has shown that integrated, closely interacting teams are the most efficient. These teams are led to develop some innovative techniques in space engineering, while this culture clash enhances the appeal of working on these extremely demanding and often long-termprojects. Space brings cultures together The development of a space instrument culminates with the production of a unique prototype that will be mounted on a satellite. It is the result of the work of several teams over a long period of time, ten years or so, during which they have coordinated their efforts, within each group and across the various teams.These are usually international teams but, fortunately, the differences in national cultures are partly erased by prevailing « space » and « project » cultures, making it possible to assemble into a reliable whole the parts of the instrument coming from various countries. Once the instrument is in space, it is no longer possible toeither modify or repair it. The saga of the American astronauts, who with great effort and at a high cost fixed on site the Hubble telescope’s focusing problem, constitutes the exception that confirms the rule. The reliability of the onboard systems can only be guaranteed by the multiple simulations, digital modelling, and numerous tests performedthroughout the development and construction processes. All the expertise, all the time After the design, comes the construction phase. Various models of the instrument are tested under conditions similar to those in the space environment. First the mechanical tests : the acceleration and vibrations during the launch are simulated in centrifuges and vibration chambers. After the instrument has passed this first test, it is subject in vacuum to the thermal conditions it will encounter in space, which can be greatly different from those on Earth. As an example, the equilibrium temperature of a black ball orbiting the Earth and illuminated by the Sun is 12 °C, while that of a similar white ball falls to -100 °C, and that of a golden one reaches 170 °C. Due to their great importance, these thermal techniques are specific to space technology. Another feature of the space environment is the presence of cosmic particles, which can potentially cause Contact : Alain SÉMERY Ingénieur de recherche CNRS Chef de projet LESIA + 33(0)1 45 07 76 71 alain.semery@obspm.fr LE SATELLITE CoRoT en test, sur un pot vibrant./The CoRoT satellite on a shaker, during a vibration test. Studio Bazile



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