Euclid (télescope spatial)

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Vue d'artiste
Données générales
Organisation Drapeau de l’Union européenne Agence spatiale européenne
Constructeur Drapeau de la France Airbus Toulouse
Drapeau de l'Italie Thales Turin
Drapeau du Royaume-Uni Mullard,Drapeau de la France LAM
Programme Cosmic Vision
Domaine Cosmologie, Energie sombre
Statut développement
Lancement ~2021
Lanceur Soyouz / Fregat
Durée 6 ans
Identifiant COSPAR [1]
Site [2]
Caractéristiques techniques
Masse au lancement ~2,16 tonnes
Masse instruments 850 kg
Ergols Hydrazine, Azote
Contrôle d'attitude Stabilisé 3 axes
Source d'énergie Panneaux solaires
Puissance électrique 1780-2430 Watts
Orbite
Orbite Héliocentrique
Localisation Point de Lagrange L2
Télescope
Type Korsch
Diamètre 1,2 m
Focale 24,5 m
Champ 0,47°
Longueur d'onde Visible (550-900 nm)
Proche infrarouge (900-2000 nm)
Principaux instruments
VIS Imageur grand champ lumière visible
NISP Spectro-imageur infrarouge

Euclid est un télescope spatial de l'Agence spatiale européenne (ESA), dont le lancement est planifié pour 2021 et dont les observations doivent contribuer à déterminer l'origine de l'accélération de l'expansion de l'Univers et la nature de sa source, appelée génériquement énergie sombre. La mission repose sur des mesures du cisaillement gravitationnel et la détermination par spectroscopie de la distance des galaxies concernées.

Pour collecter les données nécessaires à l'atteinte de ces objectifs, Euclid dispose d'un télescope observant en lumière visible et dans le proche infrarouge, équipé d'un miroir primaire de 1,2 mètres de diamètre, dont le rayonnement est analysé par un imageur observant en lumière visible et un spectro-imageur infrarouge. Les observations, qui doivent porter sur une grande partie du ciel (15 000 deg²) vont mesurer la forme et le décalage vers le rouge des galaxies et groupes de galaxies jusqu'à un décalage de deux. Ces caractéristiques doivent permettre de remonter de 10 milliards d'années dans le temps, et de couvrir la période où l'énergie sombre a joué un rôle significatif dans l'accélération de l'expansion de l'univers.

Euclid est la deuxième mission de taille moyenne du programme scientifique Cosmic Vision de l'Agence spatiale européenne. Son développement a été confié à Airbus Toulouse pour la charge utile, à Thales Turin pour la plateforme et au consortium Euclid, rassemblant de nombreux laboratoires européens, pour l'instrumentation et l'exploitation des données recueillies. La mission a été sélectionnée en 2011. Euclid doit être placé en orbite autour du point de Lagrange L2 du système Terre-Soleil, par une fusée Soyouz qui doit décoller depuis la base de Kourou. La mission primaire a une durée prévue de 7 ans.

Contexte[modifier | modifier le code]

Au cours des dernières décennies, notre compréhension de la structure de l'Univers a fortement évolué. Les astrophysiciens ont découvert non seulement qu'une partie prépondérante de la matière était invisible (la matière noire), mais qu'en plus l'univers s'agrandissait avec une vitesse croissante sous l'influence d'un facteur baptisé énergie noire, à défaut d'une modification des lois de la gravité. Ces deux composants ne peuvent être observés directement, mais leur présence peut être déduite de leur effet sur l'univers observable. Plusieurs méthodes destinées à révéler leurs caractéristiques ont été mises au point au cours des années écoulées. L'une des plus efficaces est la lentille gravitationnelle faible. Cette méthode consiste à mesurer la déformation de la forme des galaxies sous l'effet de la lentille gravitationnelle de la matière visible et noire présente entre la Terre et ces galaxies. Le degré de distorsion permet de déduire comment se répartit la matière noire, en soustrayant l'effet de la matière observable. Par ailleurs, en mesurant le décalage vers le rouge des galaxies en arrière plan (reflet de l'âge de l'image des galaxies), on peut estimer comment le phénomène de distorsion a évolué dans le temps. L'avantage de cette méthode est qu'elle constitue un moyen de mesure direct qui ne dépend pas d'hypothèses concernant la distribution de la matière visible et de la matière noire[1].

Historique du projet[modifier | modifier le code]

En mai 2008 le Concept Advisory Team de l'Agence spatiale européenne définit les caractéristiques d'une mission spatiale dédiée à l'étude de l'énergie sombre. Les méthodes de détection envisagées font au préalable l'objet de longs débats et de simulations et études approfondies, car leur efficacité n'est initialement pas évidente. La mission est baptisée Euclid, acronyme de EUropean Cosmic aLl sky Investigator of the Dark universe, (tout en faisant référence à Euclide, un mathématicien grec considéré comme le père de la géométrie)[2]. Le projet Euclid prend la suite de la mission européenne Planck. Cette dernière avait dressé la carte de la structure de l'Univers primordial (décalage vers le rouge de 1100 environ) tandis qu'Euclid vise à cartographier l'évolution des structures de l'univers entre la période identifiée par un décalage vers le rouge de 2 jusqu'à maintenant. Euclid analyse la matière visible et la matière noire agrégées et réparties pour en déduire le taux d'expansion de l'univers à différentes époques[3].

Euclid est proposé comme deuxième mission de classe moyenne (M2) du programme scientifique Cosmic Vision (2015-2025) de l'Agence spatiale européenne. Ces missions ont un budget ESA plafonné à environ 500 millions € et Euclid tient tout juste dans ce plafond. Il a été choisi en octobre 2011 avec Solar Orbiter, au terme d'un parcours de sélection débuté au cours de l'été 2007 et qui l'opposait en finale à PLATO. Son lancement est planifié en 2021[4]. En juin 2012, l'Agence spatiale européenne confie au Consortium Euclid la responsabilité de la mission, de la restitution des données produites et du développement des deux instruments scientifiques. Le consortium rassemble près de 1000 scientifiques et une centaine de laboratoires de recherche[5]. Mi 2013 l'ESA sélectionne l'établissement italien (Turin) de Thales Alenia Space pour la construction du satellite [6] tandis que la fabrication du module dans lequel est intégrée la charge utile d'Euclid (télescope et instruments) est confiée à l'établissement de Toulouse de la société Airbus Defence and Space[7]. La NASA est également un contributeur du projet : elle fournit les 20 détecteurs du photomètre en proche infrarouge NISP (car elle seule maitrise la technologie associée) en échange de la participation de 40 scientifiques américains à la mission[8],[9]. Le développement de l'imageur est confié à un ensemble d'instituts de recherche menés par le Laboratoire de science spatiale Mullard (Royaume-Uni), tandis que le spectrographe est réalisé sous la direction du Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM).

En décembre 2015 la construction du modèle de vol d'Euclid est lancée à la suite de la conclusion positive de la revue de définition préliminaire qui s'est déroulée au cours de l'automne[10].

Comparaison des caractéristiques des principaux télescopes spatiaux en lumière visible[11]
Caractéristique Hubble Euclid Xuntian WFIRST
Date de mise en service 1990 2021 2022 vers 2025
Longueurs d'onde Ultraviolet(200-400 nm)
Visible (400-900 nm)
Proche infrarouge (900-1700nm)
Visible (550-900 nm)
Proche infrarouge (900-2000 nm)
Ultraviolet(255-400 nm)
Visible (400-900 nm)
Proche infrarouge (900-1700 nm)
Visible (600-900 nm)
Proche infrarouge (900-2000 nm)
Ouverture 2,4 m. 1,2 m. 2 m. 2,4 m.
Résolution angulaire 0,1 seconde d'arc > 0,2 sec arc . 0,15 sec arc > 0,2 sec arc
Champ de vue 0,17°x 0,17° 0,55°x 0,55° 1,1°x 1,1° 0,28°x 0,28°
Optique Ritchey-Chrétien Korsch Korsch Hors axe Système anastigmatique
à trois miroirs

Objectifs scientifiques et méthode de détection[modifier | modifier le code]

Euclid va sonder l'histoire de l'expansion de l'Univers (dont on pense qu'elle est gouvernée par l'énergie sombre) et celle de la formation des structures cosmiques en mesurant la distribution de la matière noire et des galaxies dans l'univers et la manière dont cette répartition a évolué depuis le Big Bang. Celle-ci pourrait s'expliquer assez simplement dans le cadre de notre théorie de la gravitation, la Relativité Générale d'Einstein, dont les équations contiennent un terme appelé constante cosmologique simulant bien les effets de l'énergie sombre. Mais pour certains physiciens et astrophysiciens, il s'agirait d'une véritable énigme portant en elle une révolution pour la physique fondamentale, en impliquant l'existence d'une interaction nouvelle ou une modification de la Relativité Générale. L'exploration de la nature profonde de l'énergie sombre étant hors de portée de la mission Planck, Euclid est une mission cosmologique complémentaire et dans la continuité de Planck et des grandes missions spatiales de la cosmologie contemporaine.

Les méthodes utilisées reposent sur des mesures du cisaillement gravitationnel et de la distance des galaxies par la spectroscopie. Le cisaillement gravitationnel est une conséquence de la déflexion des rayons lumineux engendrée par la présence de matière qui modifie localement la courbure de l'espace-temps : la lumière émise par les galaxies, et donc les images que nous obtenons, sont déformées par l’interaction gravitationnelle de la matière présente entre celles-ci et la Terre. Cette matière est composée pour une petite partie des galaxies, visibles, situées sur le chemin de la lumière, mais est pour l'essentiel de la matière noire. En mesurant ces déformations on peut localiser la matière noire, en évaluer la quantité et savoir comment elle se distribue dans l'Univers. La spectroscopie des galaxies permet de mesurer les décalages spectraux des galaxies et de déterminer des distances, via la Loi de Hubble. On parvient ainsi à reconstruire la distribution tri-dimensionnelle des populations de galaxies dans l'Univers.

À partir de ces données, il est possible d'analyser simultanément les propriétés statistiques des distributions de la matière noire et des galaxies et d'en décrire l'évolution au cours du temps. Ce sont ces propriétés et leur évolution qui sont des signatures de la nature de l'énergie sombre. Mais les distinctions entre les différentes hypothèses d'énergie sombre qui s'affrontent sont si infimes que seuls des projets d'observations astronomiques de grande ampleur portant sur des mesures de très haute précision, comme celles prévues avec Euclid, peuvent apporter des réponses décisives aux questions des physiciens.

Principaux résultats attendus[modifier | modifier le code]

Au cours de la mission primaire, Euclid doit observer l'ensemble du ciel, hormis les régions du plan de l'écliptique et le plan galactique de la Voie Lactée. Ces observations doivent couvrir une superficie de 15 000 degrés² et permettre d'observer en lumière visible des objectifs jusqu'à la magnitude apparente de 24,5. Des observations prolongées de régions limitées de l'espace (superficie totale 40 degrés²) permettront d'observer des objets ayant une magnitude apparente de 26,5. Ces observations doivent permettre d'utiliser deux types de méthode[12] :

  • Mesurer les effets de lentille gravitationnelle faible (WL) sur 1,5 milliard galaxies situées en arrière plan (0 < z < 2) en évaluant la distorsion de leur forme tout en mesurant leur décalage vers le rouge avec une précision de 0,05 (1+z),
  • Réaliser une cartographie dans les trois dimensions de 35 millions de galaxies avec un décalage vers le rouge compris entre 0,7 et 1,8 et une précision (1+ z) de 0,001. Trois méthodes permettant d'évaluer l'énergie sombre peuvent être mises en oeuvre à partir de ces données : la définition tri-dimensionnelle des grandes structures de l'univers (toile cosmique) (GC), la mesure de la distorsion dans l'espace des redshifts (RSD), l'étude des oscillations acoustiques des baryons (BAO).

L'objectif final de la mission est de déterminer les paramètres de l'équation reliant la pression de l'énergie sombre avec sa densité avec une précision de 2% en ce qui concerne sa partie constante, et de 10% pour la composante reflétant la variation éventuelle de cette pression dans le temps (c'est à dire liée au décalage vers le rouge). Avec ces paramètres, la théorie de la Relativité Générale pourrait expliquer l'Univers tel qu'il est observé en introduisant une constante cosmologique rendant compte du taux d'expansion de l'Univers et de la présence de la matière noire. Toutefois cette équation resterait incompatible avec le modèle standard de la physique des particules. Par ailleurs l'existence d'une variation significative du coefficient déterminant la pression de l'énergie sombre impliquerait, soit l'existence d'un nouveau composant de l'énergie sombre, soit que la théorie de la Relativité Générale doit être revue[3].

Autres résultats[modifier | modifier le code]

Au dela de son objectif principal, la mission Euclid doit permettre d'identifier dans le cadre de ses campagnes d'observation générales et de champ profond plusieurs milliards de nouveaux objets, qui constitueront de nouveaux objectifs pour les observatoires terrestres et spatiaux ALMA, JWST,E-ELT et TMT, et générer des synergies avec les données collectées par les observatoires LSST, GAIA, e-ROSITA et SKA. Pour certains types d'objets, les découvertes par Euclid ont été effectuées (le chiffre entre parenthèses est le nombre d'objets connus en 2013)[13] :

  • Mesure précise de la masse de galaxies ayant un décalage vers le rouge compris entre 1 et 3 : 200 millions (5 millions)
  • Galaxies massives ayant un décalage vers le rouge compris entre 1 et 3 : plusieurs centaines (plusieurs dizaines)
  • Galaxies faisant partie de groupes de galaxies ayant un décalage vers le rouge > 1 : 20 000 (1 000 ?)
  • Noyaux de galaxies actives ayant un décalage vers le rouge compris entre 0,7 et 2 : 10 000 (moins de 1 000)
  • Galaxies naines : 100 000
  • Naines Y avec une température de 400 kelvin : quelques centaines (moins de 10)
  • Galaxies produisant une lentille gravitationnelle avec arcs et anneaux : 30 000 (1 à 100)
  • Quasars ayant un décalage vers le rouge > 8 : 30 (aucun)

Stratégie d'observation[modifier | modifier le code]

Pour limiter les variations thermiques, Euclid effectue ses observations en pointant le télescope dans une direction perpendiculaire à celle du Soleil, en maintenant un angle compris entre 3° et +10° avec cette dernière. La région de l'écliptique est visible durant 2 courtes périodes d'une semaine par semestre, tandis que les pôles de l'écliptique sont observables pratiquement en permanence. Chaque région de l'espace fait l'objet d'une séquence d'observations d'une durée 4 362 secondes. Chacune de ces phases est elle-même subdivisée en quatre séquences de 973 secondes, durant lesquelles les deux instruments (spectrographe et imageur) fonctionnent ensemble durant 565 secondes, puis le spectrographe utilise ses différents filtres tandis que l'imageur, affecté par les vibrations de la roue à filtres, est désactivé. Une fois les quatre séquences achevées, le télescope est pointé vers une autre région de l'espace, dans le cadre d'une manoeuvre qui dure au maximum 290 secondes. Une partie importante de la mission (environ 6 mois) est occupée par des opérations d'étalonnage[14].

Caractéristiques techniques[modifier | modifier le code]

Euclid (vue d'artiste).

Pour effectuer ses observations, Euclid utilise un télescope qui, avec le module de service, forme un ensemble long de 4,5 mètres pour un diamètre de 3,74 mètres et dont la masse atteint 2,1 tonnes. Ces dimensions sont compatibles avec le volume intérieur disponible sous la coiffe du lanceur Soyouz[15]. Euclid est composé de trois sous-ensembles : la plateforme, qui rassemble les équipements permettant à l'engin spatial de fonctionner (énergie, télécommunications, propulsion, contrôle de l'orientation, système de fixation sur le lanceur) et contient également une partie de l'électronique des instruments et la charge utile (PLM acronyme de Payload Module) elle-même, formée d'une part de la partie optique et d'autre part des deux instruments (imageur et spectrographe) analysant le rayonnement collecté.

Partie optique[modifier | modifier le code]

La partie optique est constituée d'un télescope Korsch à trois miroirs, doté d'un miroir primaire (M1) de 1,2 mètre de diamètre, qui couvre un champ de 1,25 x 0,727 deg². L'ensemble est maintenu à une température de 130 kelvins, avec une stabilité thermique inférieure à 50 millikelvins pour éviter les déformations mécaniques. La longueur focale est de 25,4 mètres. Le miroir secondaire M2 dispose de trois degrés de liberté et d'un système de correction d'inclinaison, pour permettre de tenir les performances attendues. Les miroirs et la structure qui les supporte sont réalisés en carbure de silicium, matériau caractérisé par un faible coefficient de dilatation thermique, sa rigidité et sa faible sensibilité aux rayonnements[16].

Instruments[modifier | modifier le code]

Euclid dispose de deux instruments, l'un pour la lumière visible (VIS) et l'autre pour le rayonnement infrarouge (NISP),qui sont chargés d'analyser la lumière collectée, pour permettre d'en déduire les propriétés morphométriques, photométriques et spectroscopiques des galaxies [17].

L'imageur lumière visible VIS[modifier | modifier le code]

VIS (Visible) est un imageur grand champ dont le détecteur est constitué par une mosaïque de 6x6 e2v CCD comportant 600 millions de pixels. Celui-ci analyse le rayonnement en lumière visible (0,55-0,92 μm). L'instrument est chargé de mesurer la déformation de l'image des galaxies[18] ;

Le spectro-imageur infrarouge NISP[modifier | modifier le code]

NISP (Near Infrared Spectrometer and Photometer) est un spectro-imageur dont le détecteur est composé d'une mosaïque de 4x4 détecteurs Teledyne H2RG sensibles au rayonnement en lumière proche infrarouge (1 à 2 μm) et comporte 65 millions de pixels qui couvrent chacun 0,7 seconde d'arc. L'instrument dispose de deux modes de fonctionnement. Comme photomètre (comptage de photons) il peut fonctionner avec 3 filtres différents à large bande de fréquence : Y [900-1192] nm, J [1192-1544] nm et H [1544-2000] nm. Comme spectrographe il dispose de 4 grismes à basse résolution spectrale (R=380 pour une source de 0,5 seconde d'arc de diamètre), qui permettent au choix la décomposition du spectre lumineux dans une bande spectrale située dans le rouge (1250 nm – 1850 nm) ou dans le bleu (920 nm – 1250 nm). Le spectromètre est sans fente, c'est à dire que le spectre est "étalé" dans l'image avec des superpositions possibles entre spectres de plusieurs étoiles proches. Pour pouvoir séparer les spectres trop proches, l'image est prise sous trois orientations différentes (0°, 90° et 180°)[19].

Cet instrument doit permettre :

  1. d'estimer grossièrement, avec l'aide de photométrie visible à obtenir depuis le sol en parallèle avec la mission, le décalage vers le rouge, et donc la distance, de milliards de galaxies par la photométrie multi-couleur (redshift photométrique); et
  2. d'exploiter un spectromètre qui analyse le spectre lumineux en proche infrarouge (1 à 2 μm) et mesure aussi la distance de millions de galaxies. Par rapport à la méthode par photométrie décrite ci-dessus, le nombre de galaxies ainsi étudiées est donc plus faible, mais en contrepartie la précision est 10 fois meilleure. Cet instrument fournit également des données permettant de déterminer les oscillations acoustiques des baryons.

Plateforme[modifier | modifier le code]

Architecture[modifier | modifier le code]

La plateforme (Service Module abrégé en SVM) rassemble les équipements permettant à l'engin spatial de fonctionner (énergie, télécommunications, propulsion, contrôle de l'orientation), le système de fixation sur le lanceur ainsi que la partie chaude de l'électronique des instruments. Elle est constituée d'une embase ayant la forme extérieure d'un hexagone irrégulier dont la partie centrale, de forme conique, s'interface d'une part avec le lanceur d'autre part avec la charge utile. Au cœur de la plateforme se trouvent le réservoir d'hydrazine (en position centrale) et quatre réservoirs d'azote en position périphérique. Les boitiers des différents équipements sont fixés sur la face interne des cloisons latérales de la plateforme. Les équipements externes fixés sur la plateforme comprennent une antenne grand gain, trois antennes faible gain, les moteurs-fusées fonctionnant à l'hydrazine ou utilisant des gaz froids, et les capteurs solaires. La plateforme s'interface avec la charge utile (instruments et télescope) par l'intermédiaire de trois bipodes en fibre de verre comportant 6 points d'attache côté plateforme, répartis sur le pourtour de la structure conique de 2,25 mètres de diamètre, et trois points d'attache côté charge utile. Ce système de fixation permet d'éviter la transmission des déformations de la plateforme liées aux changements thermiques à la charge utile. La partie inférieure du cône central, d'un diamètre de 1,666 mètre, est constituée par l'adaptateur permettant de solidariser Euclid avec son lanceur[20].

Isolation thermique[modifier | modifier le code]

L'isolation est particulièrement soignée afin d'obtenir une grande stabilité thermique, nécessaire pour ne pas fausser l'alignement optique. Le pare-soleil (SSH pour Sun Shield) place à l'abri du rayonnement solaire l'ensemble du télescope, et pour ce faire s'étend sur toute la longueur et la largeur de la face exposée à l'astre. Il repose sur une structure en polymère à renfort fibre de carbone, comportant deux longerons verticaux avec des raidisseurs transversaux et deux montants partant en oblique et s'appuyant sur la partie supérieure de la plateforme. La face externe du pare-soleil est recouverte de trois panneaux solaires identiques, dont la face interne est recouverte de kapton formant isolant thermique. Dans la partie supérieure du pare-soleil, trois déflecteurs d'une hauteur décroissante doivent réduire la lumière diffractée en direction du tube du télescope. De chaque côté du pare-soleil des panneaux en coin accroissent l'isolation thermique du plan focal de l'instrument VIS[20].

Contrôle d'attitude[modifier | modifier le code]

La plateforme est stabilisée 3 axes, c'est à dire que son orientation est fixe dans l'espace. Le système de contrôle d'attitude maintient l'orientation du télescope pointé vers son objectif, avec une précision inférieure à 75 millisecondes d'arc. La mesure de l'orientation a recours à une centrale à inertie, trois viseurs d'étoiles et un système de guidage fin utilisant des étoiles guides dont la position est relevée à l'aide de 4 détecteurs CCD placés dans le plan focal de l'imageur VIS. Les écarts de pointage sont corrigés à l'aide de propulseurs à gaz froid (2 groupe de 6 propulseurs expulsant de l'azote) capables de fournir des poussées de l'ordre du microNewton. Quatre roues de réaction (dont une de rechange) sont utilisées pour corriger les écarts de pointage importants (50 à 100 secondes d'arc) et réorienter le télescope vers d'autres régions de l'espace. Euclid emporte environ 70 kilogrammes d'azote sous pression, ce qui est suffisant pour une durée de 7 ans avec une marge d'erreur de 100%[21].

Les corrections d'orbite et le contrôle d'attitude durant les phases de la mission non scientifiques (transit entre la Terre et le point de Lagrange, corrections d'orientation mensuelles, mise en orbite cimetière en fin de vie) sont effectuées avec deux ensembles redondants de 10 moteurs-fusées d'une poussée unitaire de 20 Newtons consommant de l'hydrazine. Celui-ci est stocké dans un réservoir d'une capacité de 137,5 kg[22].

Énergie[modifier | modifier le code]

L'énergie électrique est fournie par trois panneaux solaires fixés sur le pare-soleil et qui produisent entre 1 780 et 2 430 Watts. Cette valeur varie en fonction de l'orientation du télescope, et au fur et à mesure du vieillissement des cellules solaires. Les batteries, qui ne sont nécessaires que durant le lancement, sont dimensionnées de manière à fournir 419 Watts[23].

Télécommunications[modifier | modifier le code]

Le système de télécommunications est fortement sollicité, car le volume quotidien de données transférées est de 850 gigabits: il utilise la bande Ka qui permet d'envoyer les données scientifiques avec un débit de 55 Mégabits/s durant des vacations d'une durée de 4 heures par jour, lorsque la station de Cebreros dotée d'une antenne parabolique de 35 mètres est dans la ligne de visée. Euclid doit disposer d'une capacité de stockage d'au moins 300 Gigaoctets[24],[25].

Déroulement de la mission[modifier | modifier le code]

La mission Euclid doit être placée en orbite par une fusée Soyouz tirée depuis la base de Kourou. Après un transit de 30 jours elle est placée sur une orbite de Lissajous de grande amplitude (environ 1 million de km) autour du point de Lagrange L2 du système Soleil-Terre.

Au cours de sa mission, qui doit durer au minimum 6 ans, Euclid doit observer environ 15 000 degrés² soit à peu près un tiers de la voûte céleste située à l'opposé de la Voie lactée[25]. À ce relevé s'ajouteront des observations environ 10 fois plus profondes pointant vers deux champs situés près des pôles écliptiques et couvrant chacun 20 degrés² . Ils seront visités régulièrement pendant toute la durée de la mission, et serviront de données d'étalonnage et de contrôle de stabilité des performances du télescope et des instruments, ainsi que de données scientifiques pour l'observation des galaxies et des quasars les plus lointains de l'Univers.

Pour les mesures photométriques du décalage vers le rouge des galaxies, les données du télescope Euclid doivent être complétées par la photométrie dans au moins 4 filtres du domaine visible. Elle sera obtenue avec des télescopes terrestres opérant dans les hémisphères nord et sud, de façon à couvrir la totalité des 15 000 degrés² de la mission. Au total, chaque galaxie observée avec Euclid disposera d'information photométrique dans au moins 7 filtres différents couvrant tout le domaine 460-2000 nm.

Environ 10 milliards de sources astronomiques seront observées par Euclid. Pour plus d'un milliard d'entre elles, la déformation gravitationnelle sera mesurée avec une précision 50 fois meilleure que ce qu'il est possible de faire aujourd'hui depuis les télescopes terrestres. Il est prévu qu'Euclid détermine les décalages spectraux de 50 millions d'entre elles.

Traitement des données scientifiques[modifier | modifier le code]

L'instrument fournit un volume de données particulièrement important qui rend son exploitation scientifique complexe. Celle-ci est prise en charge par un consortium européen regroupant plus de 1 200 personnes réparties dans plus de 100 laboratoires de 16 pays (Allemagne, Autriche, Belgique, Danemark, Espagne, Finlande, France, Italie, Norvège, Pays-Bas, Portugal, Roumanie, Royaume-Uni, Suisse, Canada et États-Unis). Le Consortium Euclid a également la responsabilité de la construction des deux instruments, de l'élaboration et de la mise en œuvre de la chaîne de traitement et de l'analyse des données recueillies, et enfin de leur interprétation scientifique. Les laboratoires du Consortium sont soutenus par les agences spatiales nationales, qui garantissent les engagements de chaque pays, et par leurs structures nationales de recherche (agences de recherche, observatoires ou universités). Ces soutiens apportent des moyens en complément de ceux de l'ESA et représentent environ 30 % du coût total de la mission.

Par leur volume, leur diversité (sol et espace, visible et infrarouge, morphométrie, photométrie et spectroscopie) et les niveaux de précision des mesures requis, le traitement et l'analyse des données de la mission Euclid demandent un soin et un effort considérables qui en font un élément critique de succès. L'ESA, les agences nationales et le Consortium Euclid investissent donc lourdement dans la mise en place de solides groupes de chercheurs et d'ingénieurs à très haut niveau d'expertise en algorithmique, dans le développement, les tests et la validation des logiciels ainsi que dans des infrastructures de calcul, d'archivage et de distribution des données. Au total, 9 centres de calcul répartis parmi les pays membres du consortium devraient traiter au moins 10 pétaoctets d'images brutes sur une période de 10 ans pour produire aux environs de 2028 une base de données d'images et de catalogues mise en ligne pour la communauté scientifique.

Avec son immense couverture céleste et ses catalogues de milliards d'étoiles et de galaxies, l’intérêt scientifique des données de la mission dépasse le cadre de la cosmologie. Cette base de données abondera en sources l'ensemble de la communauté astronomique mondiale pour des décennies et constituera un réservoir d'objets astronomiques nouveaux pour des observations avec les télescopes JWST, l'E-ELT, le TMT, ALMA, SKA ou LSST.

Notes et références[modifier | modifier le code]

Notes[modifier | modifier le code]

Références[modifier | modifier le code]

  1. (en) Edo van Uitert et Tim Schrabback, « Euclid Newletters n° 1 : Studying the cosmos with weak lensing », sur Consortium Euclid,
  2. (en) René Laureijs, « Euclid Newletter hiver 2017 : Update frome The Euclod Project Scientist », sur Consortium Euclid,
  3. a et b Racca 2016, p. 2
  4. (en) ESA, « Timeline for Selection of M-class Missions », sur http://sci.esa.int (consulté le 29 janvier 2011)
  5. (en) ESA, « Dark Universe mission blueprint complete », sur http://sci.esa.int,
  6. (en) ESA, « Thales Alenia Space kicks off Euclid construction », sur http://sci.esa.int,
  7. (en) ESA, « Euclid to probe dark Universe with Astrium science module construction », sur http://sci.esa.int,
  8. (en) ESA, « NASA joins ESA's 'dark Universe' mission », sur http://sci.esa.int,
  9. CNES, « NASA joins ESA's 'dark Universe' mission », sur CNES,
  10. CNES, « La construction d’Euclid autorisée ! », sur CNES,
  11. (en) Zhang Xuejun, « Introduction to the Chinese Space Station Telescope »,
  12. (en) « The mission - Primary science », sur Consortium Euclid (consulté le 21 avril 2018)
  13. (en) « The mission - Other science », sur Consortium Euclid (consulté le 21 avril 2018)
  14. Racca 2016, p. 3-4
  15. (en) ESA, « Euclid - Spacecraft - Introduction », sur http://sci.esa.int (consulté le 29 janvier 2011)
  16. (en) « The mission - Payload Module (PLM) », sur Consortium Euclid (consulté le 21 avril 2018)
  17. (en) ESA, « Euclid - Spacecraft - Payload », sur http://sci.esa.int (consulté le 29 janvier 2011)
  18. (en) « The mission - The VIS instrument », sur Consortium Euclid (consulté le 21 avril 2018)
  19. (en) « The mission - The NISP Instrument », sur Consortium Euclid (consulté le 21 avril 2018)
  20. a et b Racca 2016, p. 5
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  22. Racca 2016, p. 9
  23. Racca 2016, p. 6-7
  24. (en) ESA, « Euclid - Spacecraft - Service module », sur http://sci.esa.int (consulté le 29 janvier 2011)
  25. a et b (en) ESA, « Euclid - Mission operations », sur http://sci.esa.int (consulté le 29 janvier 2011)

Documents de référence[modifier | modifier le code]

Publications de l'Agence spatiale européenne
  • (en) ESA, Rapport d'évaluation finale de la mission (livre rouge)], , 116 p. (lire en ligne)
Publications du consortium Euclid
Articles scientifiques
Autres documents
  • Vivien Scottez, Clustering redshift : une nouvelle fenêtre sur l’univers, HA, , 174 p. (lire en ligne)
    Thèse portant sur la principale méthode de mesure utilisée par Euclid
Conférences filmées

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]