Le satellite Planck a achevé sa mission
Après 1554 jours dans l’espace, le satellite Planck a achevé ses observations le 14 août 2013. Si l’instrument haute fréquence HFI a cessé de prendre des mesures le 14 janvier 2012, l’instrument basse fréquence a pu travailler près de 600 jours supplémentaires car sa température de fonctionnement est bien plus élevée. Reste à “garer” le satellite dans le système solaire avant de lui dire adieu.
Le satellite Planck avait à son bord deux instruments, LFI et HFI, qui observaient le ciel dans le domaine radio pour le premier, dans le domaine submillimétrique et infrarouge lointain pour le second. HFI a été réalisé sous la maîtrise d’œuvre de l’IAS à Orsay sous la responsabilité de Jean-Loup Puget. Planck a donné ses premiers résultats cosmologiques en avril 2013, avec l’image la plus fine jamais obtenue du rayonnement fossile.
Les détecteurs de l’instrument HFI ne peuvent fonctionner qu’à la température extrême de -273.05°C soit 0,1K, c'est-à-dire seulement 0,1 degré au dessus du zéro absolu. Le système de réfrigération permettant d’atteindre cette température extrême consomme des gaz bien particuliers dont les réserves embarquées ont été épuisées début 2012, et l’instrument HFI a donc été arrêté, après une mission réussie et une durée de fonctionnement bien supérieure aux exigences. Arrêté, mais pas complètement, car le deuxième étage cryogénique (à 4K) continuait de fournir la température de référence de l'instrument LFI, ainsi que l'étage à 20K qui permettait aux radiomètres de fonctionner dans des conditions optimales. L’instrument basse fréquence LFI a donc pu continuer ses observations.
Huit ciels pour LFI
Le meilleur compromis entre objectifs scientifiques et coût d’exploitation était alors de prolonger la mission jusqu’au 14 août 2013 afin de permettre à LFI de réaliser huit cartographies complètes du ciel (au lieu de presque cinq pour HFI).
Ces huit cartes indépendantes permettent de multiples combinaisons : les chercheurs peuvent alors d’une part réduire le bruit de la mesure, d’autre part contrôler très finement la réponse instrumentale. Ainsi, la qualité des cartes à 30, 50 et 70 GHz de la mission complète sera bien supérieure à celle de la mission nominale qui ne comptait que deux couvertures complètes du ciel.
La fin de LFI signe la fin de Planck
Les astrophysiciens ont à présent toutes les données à leur disposition, la partie observationnelle de la mission est achevée. Restent quelques mois de travail pour les ingénieurs de l’ESA. En effet le satellite est sur une orbite pseudo-stable autour d’un point d’équilibre instable – le point de Lagrange L2 du système Soleil-Terre. On ne peut le laisser à cet endroit sans effectuer régulièrement des manœuvres. Il est aussi plus prudent de laisser la place aux futurs satellites. Il faut donc le diriger vers son orbite de « satellite à la retraite ».
De longs mois d’analyse scientifique
La fin des observations du satellite ne signifie pas la fin de l’analyse scientifique. Après avoir publié une trentaine d’articles scientifiques en avril 2013 sur les 15 premiers mois de données, le consortium Planck travaille à la prochaine fournée de résultats cosmologiques, vers mi-2014, portant sur les 29 mois d’opération commune HFI et LFI.
Un consortium de laboratoires
Les laboratoires français ont joué un rôle crucial dans la conception, le développement et la maîtrise d'œuvre de l'instrument HFI (High Frequency Instrument), avec le soutien du CNES, du CNRS et des universités. En particulier :
• l'Institut d'Astrophysique Spatiale (IAS : CNRS/INSU, Université Paris-Sud) a joué le rôle principal en assurant la conception initiale et la responsabilité scientifique et technique de l'instrument. Il a de plus assuré l'intégration et les tests de l'instrument fini, et est responsable des opérations en vol de HFI. L’investigateur principal est Jean-Loup Puget ;
• l'Institut d'Astrophysique de Paris (IAP : CNRS/INSU, Université Pierre et Marie Curie) héberge le centre de traitement des données et est responsable de cette activité ;
• le Centre de recherches sur les très basses températures, aujourd'hui Institut Néel (CNRS) et le Laboratoire de Physique Subatomique et Cosmologie (LPSC : CNRS, Université Joseph Fourier, Institut Polytechnique de Grenoble) ont joué un grand rôle dans le développement de la cryogénie à respectivement 0,1K et 20K ;
• le Centre d'Etudes Spatiales des Rayonnements (CESR : CNRS/INSU, Université Paul Sabatier) dans celui de l'électronique de lecture des détecteurs ;
• le Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire (LAL : CNRS/IN2P3, Université Paris-Sud) dans celui de l'ordinateur de bord de l’instrument ;
• le laboratoire AstroParticule et Cosmologie (APC : CNRS, Université Paris-Diderot, CEA, Observatoire de Paris) dans le développement de moyens de tests ;
• le Laboratoire d'AstrOphysique de Grenoble (LAOG : CNRS/INSU, Université Joseph Fourier) et le Laboratoire d'Etudes du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA : CNRS, Observatoire de Paris, Université de Cergy-Pontoise, Université Pierre et Marie Curie, École Normale Supérieure) ont apporté leur expertise dans la modélisation de l'instrument.
Liens :
Communiqué INSU
Site grand public en français
Articles scientifiques Planck
Produits Planck (images, catalogues, etc..)
Un des petits séminaires de revue donné en français à l'IOGS en juin 2013
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Vue d'artiste du satellite Planck et image du fond cosmologique mesuré. Crédits: ESA and the Planck Collaboration - D. Ducros
