Spektr-RG

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Spektr-RG
Télescope spatial rayons X
Description de cette image, également commentée ci-après
Maquette de Spektr-RG présentée au salon du Bourget 2011
Données générales
Organisation Drapeau de la Russie Roscosmos, Drapeau de l'Allemagne DLR
Constructeur Drapeau de la Russie Lavotchkine
Drapeau de l'Allemagne Institut Max Planck
Domaine Inventaire des sources astronomiques de rayons X mous
Lancement 2018
Lanceur Proton Bloc DM-03
Durée 7,5 ans
Caractéristiques techniques
Masse au lancement 2 650 kg
Masse instruments 1 160 kg
Plateforme Navigator
Ergols Hydrazine
Contrôle d'attitude Stabilisé 3 axes
Source d'énergie Panneaux solaires
Puissance électrique > 1 500 Watts
Orbite Orbite héliocentrique
Localisation Point de Lagrange L2
Télescope
Type Wolter I
Principaux instruments
eRosita Télescope rayons X 0,3 à 10 keV
ART-XC Télescope rayons X 6 à 30 keV

Spektr-RG (Spectre X Gamma) ou SRG ou SXG est un observatoire spatial rayons X et gamma russe développé en coopération avec l'Allemagne qui doit être lancé vers 2018. L'engin spatial de 2,7 tonnes emporte deux télescope Wolter I. Spektr-RG est issu d'un premier projet international beaucoup plus ambitieux mis sur pied dans les années 1990 mais qui a été annulé en plein développement en 2002 conséquence de la crise économique traversée par le pays à l'époque. L'instrument principal de Spektr-RG, eRosita, est fourni par l'Institut Max Planck (Allemagne). Il sera utiliser pour effectuer un recensement systématique des principales sources de rayons X mous extragalactiques et un inventaire des trous noirs situés dans les galaxies voisines. La mission du télescope spatial, placé en orbite autour du Point de Lagrange L2, doit durer au moins 7 ans.

Historique[modifier | modifier le code]

Premier projet[modifier | modifier le code]

Le projet Spektr-RG est lancé dans les années 1990 sous l'appellation Spectrum X-Gamma à la demande de l'Académie des sciences de Russie. Mi 1990, une vingtaine de pays sont impliqués dans le développement de l'observatoire. Celui-ci d'une masse de 6 tonnes dont 2,75 tonnes pour l'instrumentation scientifique, doit comprendre 5 télescopes (SODART, JET-X, MART-LIME, FUVITA, TAUVEX), ainsi qu'un système de surveillance de l'ensemble de la voute céleste dans le rayonnement Gamma et X. Il doit être lancé par une fusée Proton et placé sur une orbite très elliptique de 200 000 × 500 km. Mais le projet est bientôt paralysé par la crise économique qui ravage la Russie durant les années 1990. Le lancement est sans cesse retardé entre 1996 et 2002. Finalement le gouvernement russe annonce son annulation en février 2002 alors que les laboratoires étrangers ont investi près de 300 millions de $ dans trois des télescopes qui devaient être embarqués. En compensation, le gouvernement russe accepte de lancer gratuitement en 2002 le télescope européen INTEGRAL qui utilise les composants développés par les pays européens . Certains des instruments développés par les laboratoires russes pour l'observatoire terminent leur carrière au musée[1].

Renaissance du projet[modifier | modifier le code]

L'économie de la Russie se redresse au cours des années 2000 et de l'argent est réinjecté dans les missions spatiales scientifiques. L'observatoire de radio-astronomie Spektr-R, prioritaire est lancé en 2011. Le projet Spektr-RG est refondu avec une charge utile réduite. D'une masse de 2 tonnes il doit utiliser la même plateforme Navigator de Lavotchkine que Spektr-R. Il comprend deux télescopes : eROSITA développé par l'Institut Max-Planck de physique extraterrestre en Allemagne et ART-XC développé par la Russie. Contrairement aux télescopes travaillant dans la même partie du spectre électromagnétique comme XMM-Newton ou Chandra dont les observations s'effectuent sur un champ étroit, son optique grand angle lui permet de dresser une carte des sources de rayons X de l'ensemble de la voute céleste 30 fois plus précise que ce qui existe. Le satellite doit être placé au point de Lagrange L1 du système Soleil-Terre idéal pour ce type d'observation. Malgré une rallonge budgétaire octroyée par l'état russe en 2005 le calendrier du nouveau projet continue de glisser. Prévu initialement en 2006 le lancement est repoussé successivement en 2007, 2008, 2011, 2013 et devrait finalement intervenir en 2018[1].

Objectifs scientifiques[modifier | modifier le code]

Spektr-RG doit dresser un catalogue particulièrement exhausif des sources de rayonnement X. Les concepteurs de eRosita, l'instrument principal du télescope spatial, prévoient de recenser de 50 000 à 100 000 amas de galaxies permettant de dresser une carte des structures à grande échelle de l'univers et d'étudier ainsi l'évolution de la structure du cosmos. Cet instrument doit également permettre de répertorier les trous noirs des galaxies voisines masqués par la poussière (plus de 3 millions) ainsi que les galaxies actives éloignées. Enfin le télescope eRosita sera utilisé pour étudier en détail la physique des populations galactiques sources de rayonnement X, telles que les étoiles situées en amont de la séquence principale, les rémanents de supernova et les binaires X[2].

Caractéristiques techniques[modifier | modifier le code]

Spektr-RG utilise une plateforme Navigator du constructeur russe Lavotchkine basé à Khimki. Cette plateforme est stabilisée 3 axes. La masse du satellite est évaluée à 2 650 kilogrammes dont 1160 kg pour la masse des instruments et 600 kg d'hydrazine ainsi que l'hélium utilisé pour la mise sous pression de cet ergol. L'énergie est fournie par des panneaux solaires qui produisent plus de 1500 Watts. La précision de pointage est de 2 minutes d'arc et la vitesse de rotation du satellite est de 0,25° par seconde. La plateforme a une durée de vie minimale de 5 ans mais la mission a une durée totale de 7,5 ans. Les communications s'effectuent avec un débit de 2 mégabits/seconde[3].

Charge utile[modifier | modifier le code]

Spektr-RG emporte deux télescopes observant les rayons X mous : eROSITA (extended ROentgen Survey with an Imaging Telescope Array) et ART-XC[3] :

  • eROSITA est l'instrument principal de Spektr-RG. Il s'agit d'un télescope de type Wolter I observant le rayonnement X dont l'énergie est comprise entre 0,3 à 10 keV. Il est construit par la division physique extraterrestre de l'Institut Max Planck (Allemagne). Le télescope est constitué par 7 miroirs distincts formés chacun de 54 coques concentriques réalisées en nickel avec un revêtement en or. La longueur focale est de 1,6 mètre et le diamètre de la coque externe est de 358 mm. Le champ de vue est de 1° et la surface utile du télescope est de 25OO cm² pour une énergie incidente de 1 keV. La résolution spatiale est de 15 secondes d'arc et la résolution spectrale est de 138 eV pour un rayonnement incident de 6 keV. Les détecteurs sont des CCD de 450 microns qui captent 90% des photons dont l'énergie est comprise entre 0,3 et 10 keV et permettent de réaliser une image toutes les 50 millisecondes. Le CCD comprend 384 x 384 pixels de 75 microns de côté. L'ensemble, qui pèse 810 kilogramme, a un diamètre de 1,3 mètres et une longueur de 2,6 mètres. Il consomme 550 Watts. Il est conçu pour fonctionner au moins 7 ans[4].
  • ART-XC est un télescope de type Wolter I observant le rayonnement 5 à 30 keV. Sa construction est supervisée par l'institut de recherche de Moscou IKI qui fournit les détecteurs. Le centre de vol spatial Marshall de la NASA fournit la partie optique. Le télescope est constitué par 7 miroirs distincts formés chacun de 28 coques concentriques réalisées en nickel dont le diamètre est compris entre 50 et 150 millimètres. Le champ de vue est de 34 minutes d'arc et la surface utile du télescope est de 455 cm² pour une énergie incidente de 8 keV. Les détecteurs sont réalisés avec des diodes Schottky utilisant des cristaux de tellurure de cadmium. La résolution spatiale est de 1 minute d'arc et la résolution spectrale est de 1,4 keV pour un rayonnement incident de 14 keV. L'instrument a une masse de 350 kg et consomme 300 Watts[3].

Déroulement de la mission[modifier | modifier le code]

Le télescope spatial Spektr-RG doit être placé en orbite en 2018 par une fusée Proton/Bloc DM-03 tirée depuis le cosmodrome de Baïkonour. Le télescope circulera sur une orbite héliocentrique autour du point de Lagrange L2 situé à 1,5 millions de kilomètres de la Terre à l'opposé du Soleil par rapport à notre planète. Le satellite doit mettre 3 mois pour rejoindre son orbite. Durant ce laps de temps, les instruments sont vérifiés et étalonnés. Durant la mission primaire d'une durée de 4 ans le télescope observera à 8 reprises l'ensemble du ciel. Chaque jour, le télescope effectuera 6 rotations et observera 1 degré du ciel. Une fois cette phase achevée le télescope doit passer 3 ans à observer une sélection d'amas de galaxies et de galaxies actives remarquables[3].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a et b (en) « Spektr-RG », sur Russianspaceweb.com (consulté le 9 janvier 2012)
  2. (en) « eROSITA », Institut Max Planck (consulté le 20 octobre 2017)
  3. a, b, c et d (en) « Spektr-RG / SRG », sur EO Portal, Agence spatiale européenne (consulté le 20 octobre 2017)
  4. (en) « eROSITA Technical Performance », Institut Max Planck (consulté le 20 octobre 2017)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]