Gravitation - Missions spatiales

Depuis plus de deux ans, le satellite d'astrométrie européen Hipparcos poursuit son programme d'arpentage du ciel, programme qui prévoit la mesure de la position de plus de 100.000 étoiles et la constitution d'une carte du ciel d'une précision inégalée, de l'ordre d'environ 0,002 seconde d'arc, soit plus de mille fois supérieur à celui de l'œil nu.

Grâce aux nombreuses mesures effectuées par "l'arpenteur", les astronomes pourront également étudier les déplacements des étoiles à l'intérieur de notre Galaxie et la distance qui les sépare de notre Système solaire. L'Agence spatiale européenne vient de présenter un premier bilan qui est tout à fait positif.

Lancé dans la nuit du 8 au 9 aout 1989 par une fusée européenne Ariane (*), le satellite Hipparcos (High Precision Parallax Collecting Satellite), a été baptisé ainsi en souvenir de l'astronome grec qui, dès l'an 12O avant J. C., mesura la parallaxe lunaire et en déduisit la distance de la Terre à la Lune. Notons que la parallaxe est le déplacement apparent d'un corps céleste vu de deux points très distants. C'est l'angle très faible mesuré en seconde d'arc, sous-tendu par la base reliant ces deux points. Connaître la parallaxe d'une étoile permet aux astronomes de calculer la distance qui la sépare de la Terre.

Hipparque leva également la première carte des étoiles et, en la confrontant aux observations faites par ses prédécesseurs, parvint à établir que l'axe de rotation de la Terre change lentement de direction dans l'espace.

Rappelons encore que les premiers mouvements d'étoiles au sein de notre Galaxie ont été observés par Edmund Halley en 1718 et que les premières estimations des distances qui nous séparent de quelquees-unes des étoiles les plus proches ont été faites par des astronomes vers 1830.

Voilà près de vingt ans que les astronomes caressent le rêve d'étudier la position des étoiles à partir de l'espace, car des précisions de mesure beaucoup plus grandes peuvent être obtenues si l'on se soustrait à l'atmosphère terrestre dont les turbulences troublent la vision de tous les télescopes au sol.

Une qualité exceptionnelle

Bien des années d'efforts et plus de trois cents millions de dollars ont été investis par l'ESA dans cette entreprise ambitieuse qui a ainsi culminé avec la mise sur orbite d'Hipparcos.

Peu après son lancement, Hipparcos n'avait pu mettre à feu son moteur d'apogée qui aurait dû le placer sur une orbite circulaire à 36.000 km d'altitude. Une mission révisée avait alors été décidée et, depuis le début octobre de la même année, Hipparcos a entrepris sa mission (la mission scientifique proprement dite commença le 26 novembre) sur une orbite elliptique "de rattrapage", située à 500 km de périgée et 36.000 km d'apogée.

Malgré cette défaillance, le satellite fonctionne maintenant et dans son ensemble mieux que ne le prévoyaient les spécifications. En conséquence, le rendement scientifique espéré de la mission semblaient plus prometteur que ne le laissaient prévoir les premières évaluations après lancement.

Il se confirme aujourd'hui que les données fournies au cours de ces deux dernières années sont d'une exceptionnelle qualité. L'ESA est en mesure de présenter les premiers résultats qui vont permettre aux scientifiques d'établir un véritable catalogue des étoiles qui composent notre Galaxie.

C'est ce que vient de confirmer le Dr. Roger Bonnet, directeur des programmes scientifiques de l'ESA, au siège de l'institution européenne à Paris.

Lors de cette réunion, M. Dietmar Heger, responsable de l'équipe opérationnelle du satellite au Centre européen d'opérations spactiales, l'ESOC, à Darmstadt (Allemagne) a estimé que "les perspectives n'ont jamais été meilleures pour Hipparcos. Au bout de près de deux années et demie en orbite, il fonctionne d'une façon exceptionnelle. C'est environ un milliards de "bits" de données scientifiques de haute qualité qui sont recueillis chaque jour et transmis aux équipes de chercheurs chargés en Europe de leur analyse." Les équipes scientifiques présentes ont insisté sur l'importance et la qualité des résultats fournis par Hipparcos.

Conséquences spectaculaires

Un rapport de cette réunion indique que, dans son ensemble, le travail d'analyse des données ressemble à un puzzle géant, comprenant plusieurs millions de petites pièces qu'il faut assembler afin d'obtenir une image d'ensemble. Prise isolément, aucune des pièces du puzzle n'a de signification réelle, à moins d'être mise à sa place correcte.

La préparation de ce travail complexe d'assemblage de données a occupé une centaine de chercheurs européens, issus de nombreuses disciplines scientifiques. Le travail de ces équipes depuis le lancement a consisté à vérifier si toutes les pièces étaient disponibles, si elles étaient toutes d'une qualité suffisante et si elles pouvaient s'ajuster correctement.

La conclusion est revenue au Dr. Michael Perryman, responsable scientifique du programme : "Nous savons désormais que les pièces sont là et qu'elles s'adaptent. Nous pouvons affirmer que les conséquences pour notre connaissance de ce qui se passe dans notre Galaxie seront spectaculaires. Hipparcos jette les bases de l'astrophysique future, prouvant les capacités d'innovation de la communauté scientifique et de l'industrie européenne."

Il subsiste pourtant une dernière inconnue qui préoccupe tous les responsables de la mission : la prévision fiable de sa durée de vie fonctionnelle. En effet, seule cette durée de vie sur l'orbite "révisée" pourrait constituer un facteur limitatif à la mision, pourtant scientifiquement réussie. A l'Agence, on garde le cap sur l'optimisme. Selon des dernières mesures effectuées, les panneaux solaires devraient pouvoir remplir leur rôle, sauf accident, jusqu'à la fin de la mission. L'enthousiasme reste de mise.

Pierre Bastin