N° 44–2013: Décollage de Gaia, cartographe stellaire de l’ESA

Gaia a pour but d’établir la carte la plus fidèle jamais réalisée de la Voie lactée. Grâce à ses mesures précises de la position et du déplacement de 1 % de la centaine de milliards d’étoiles existantes, nous en saurons davantage sur l’origine et l’évolution de notre galaxie.

Le lanceur Soyouz choisi par Arianespace a décollé à 09h12 TU (10h12 heure de Paris). Environ 10 minutes plus tard, après la séparation des trois premiers étages, l’étage supérieur Frégate s’est allumé pour injecter Gaia sur une orbite d’attente temporaire, à 175 km d’altitude.

Un second allumage du Frégate 11 minutes plus tard a placé Gaia sur son orbite de transfert, puis l’étage supérieur s’est séparé du satellite, 42 minutes après le décollage. Les contrôleurs du Centre européen d’opérations spatiales de l’ESA à Darmstadt (Allemagne) ont établi les premières liaisons de télémesures et de contrôle d’attitude, et le satellite a commencé à activer ses systèmes.

L’écran solaire, qui maintient la température de Gaia et porte les photopiles qui alimentent le satellite, s’est déployé selon une séquence automatique d’une durée de 10 minutes, qui s’est achevée 88 minutes après le lancement.

Gaia est désormais en route vers une orbite située dans une zone gravitationnellement stable dénommée point de Lagrange L2, à 1,5 million de kilomètres de la Terre dans la direction anti-solaire.

Demain, les ingénieurs ordonneront à Gaia de procéder au premier des deux allumages critiques de ses propulseurs, afin de s’assurer que le satellite est sur une trajectoire correcte pour atteindre son orbite définitive (L2). Une vingtaine de jours après le lancement, le deuxième allumage critique aura lieu, pour l’injection sur l’orbite opérationnelle autour du point de Lagrange L2.

Une phase de recette d’une durée de 4 mois débutera pendant le voyage vers le point L2, au cours de laquelle tous les systèmes et instruments seront activés, vérifiés et étalonnés. Gaia pourra alors commencer sa mission, prévue pour durer cinq ans.

Son écran solaire fera barrage à la chaleur et à la lumière provenant du Soleil et de la Terre et procurera un environnement stable aux instruments sophistiqués du satellite, qui doivent faire preuve d’une précision et d’une sensibilité exceptionnelles pour recenser les étoiles de la Voie lactée.

« Gaia s’appuiera sur les résultats de la première mission de cartographie des étoiles lancée par l’ESA en 1989, Hipparcos, pour percer le mystère de l’histoire de notre galaxie », déclare Jean-Jacques Dordain, Directeur général de l’ESA.

« C’est grâce aux compétences de l’industrie spatiale et de la communauté scientifique européennes que cette mission de nouvelle génération a vu le jour et est désormais en passe de faire des découvertes exceptionnelles concernant notre Voie lactée ».

C’est en balayant le ciel de façon continue que Gaia pourra observer chaque étoile en moyenne 70 fois en cinq ans. Il mesurera la position et les principales caractéristiques physiques, y compris la brillance, la température et la composition chimique d’un milliard d’étoiles.

Le léger changement de perspective qui se produira lorsque Gaia effectuera une orbite autour du Soleil sur une année lui permettra de mesurer la distance des étoiles, ainsi que leur déplacement dans le ciel, grâce à une observation patiente, tout au long de sa mission.

La position, le déplacement et les caractéristiques de chaque étoile donnent des informations sur son histoire et grâce au recensement gigantesque de Gaia, les scientifiques pourront établir un arbre généalogique de notre galaxie.

Il sera possible de reconstituer l’historique du déplacement des étoiles, ce qui permettra de savoir d’où elles viennent et comment la Voie lactée s’est constituée sur plusieurs milliards d’années à partir de la fusion de petites galaxies, mais également de se projeter dans l’avenir, pour connaître la destinée finale de notre galaxie.

« Gaia constitue la réalisation d’un rêve pour tous les astronomes, depuis les premières observations d’Hipparque dans la Grèce antique qui a recensé la position relative d’un millier d’étoiles à l’œil nu et à l’aide de calculs géométriques simples », déclare Alvaro Giménez, Directeur Science et Exploration robotique à l’ESA.

« Plus de 2 000 ans plus tard, Gaia ne se contentera pas de recenser un nombre inégalé d’étoiles, il sera en mesure, tout au long de son périple, de découvrir à la fois des astéroïdes, des planètes et des étoiles mourantes ».

En comparant ses multiples balayages du ciel, Gaia dévoilera également des dizaines de milliers de supernovas, explosions d’étoiles massives arrivant en fin de vie. De légères oscillations périodiques de la position de certaines étoiles devraient révéler la présence de planètes en orbite autour d’elles, responsables de ces perturbations gravitationnelles.

Gaia lèvera également le voile sur de nouveaux astéroïdes évoluant dans notre Système solaire et affinera l’orbite de ceux que l’on connaît déjà ; il pourra tester avec précision la fameuse théorie de la relativité d’Einstein.

Après une mission de cinq ans, les archives de données dépasseront un pétaoctet, c’est-à-dire un million de gigaoctets, l’équivalent du contenu de 200 000 DVD. Cette montagne de données sera confiée au consortium de traitement et d’analyse des données (DPAC) de Gaia, qui rassemble plus de 400 personnes appartenant à des instituts scientifiques de l’Europe entière.

« Alors qu’Hipparcos a recensé 120 000 étoiles, Gaia va en étudier près de 10 000 fois plus, avec une précision quarante fois supérieure », explique Timo Prusti, responsable scientifique du projet Gaia à l’ESA.

« Cette véritable mine de données, qui comportera également des dizaines de milliers d’autres objets célestes et planétaires, donnera une nouvelle vision de notre voisinage cosmique et de son histoire ; nous pourrons ainsi étudier les propriétés fondamentales de notre Système solaire et de la Voie lactée, ainsi que notre place dans le vaste Univers ».

« Après des années de travail acharné et de détermination, tous ceux qui ont contribué à cette mission sont ravis de voir Gaia, et le potentiel de découvertes qu’il représente, en route vers le point L2, où il pourra perpétuer cette noble tradition européenne qui consiste à cartographier les étoiles pour déchiffrer l’histoire de la Voie lactée », ajoute Giuseppe Sarri, responsable du projet Gaia à l’ESA.

Le satellite a été conçu et fabriqué par Astrium, qui a fait appel à ses entités en France, en Allemagne et au Royaume-Uni pour constituer son équipe de base.

À propos de l’Agence spatiale européenne

L’Agence spatiale européenne (ESA) est la porte d’accès de l’Europe à l’espace. L’ESA est une organisation intergouvernementale créée en 1975, dont la mission consiste à gérer le développement des capacités spatiales de l’Europe et à faire en sorte que les investissements dans l’espace bénéficient aux citoyens européens et du monde entier.

L’ESA compte vingt États membres : l’Allemagne, l’Autriche, la Belgique, le Danemark, l’Espagne, la Finlande, la France, la Grèce, l’Irlande, l’Italie, le Luxembourg, la Norvège, les Pays-Bas, la Pologne, le Portugal, la République tchèque, la Roumanie, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. Dix-huit d’entre eux sont également membres de l’Union européenne (UE).

L’ESA a signé des accords de coopération avec huit autres États membres de l’UE. Le Canada participe à certains programmes de l’ESA au titre d’un accord de coopération.

L’ESA coopère également activement avec l’UE à la mise en œuvre des programmes Galileo et Copernicus.

En coordonnant les ressources financières et intellectuelles de ses membres, l’ESA peut entreprendre des programmes et des activités qui vont bien au-delà de ce que pourrait réaliser chacun de ces pays à titre individuel.

L’ESA développe les lanceurs, les satellites et les moyens sol dont l’Europe a besoin pour jouer un rôle de premier plan sur la scène spatiale mondiale.

Aujourd’hui, elle lance des satellites d’observation de la Terre, de navigation, de télécommunication et d’astronomie, elle envoie des sondes jusqu’aux confins du Système solaire et elle mène en coopération des projets d’exploration humaine de l’espace.

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