{"id":14761,"date":"2017-07-25T09:00:55","date_gmt":"2017-07-25T07:00:55","guid":{"rendered":"http:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/?p=14761"},"modified":"2017-08-27T15:50:55","modified_gmt":"2017-08-27T13:50:55","slug":"astronomie-entrepreneuriat-telescopes-spatiaux","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-telescopes-spatiaux\/","title":{"rendered":"De l&#8217;astronomie \u00e0 l&#8217;entrepreneuriat : t\u00e9lescopes spatiaux"},"content":{"rendered":"<p>Les t\u00e9lescopes spatiaux ont \u00e9t\u00e9 imagin\u00e9s pour la premi\u00e8re fois par Hermann Oberthin en 1923 puis propos\u00e9s par Lyman Spitzer en 1946 dans \u201cAstronomical Advantages of an Extra-Terrestrial Observatory\u201d pour s&#8217;affranchir de l\u2019atmosph\u00e8re qui emp\u00eache l&#8217;observation de certaines ondes (rayons X, gamma, UV lointain) et qui d\u00e9forme la lumi\u00e8re qui la traverse.<\/p>\n<p>De nombreux t\u00e9lescopes spatiaux ont ainsi \u00e9t\u00e9 envoy\u00e9s dans l\u2019espace, en orbite basse, pour observer le Soleil, la Voie Lact\u00e9e, les galaxies, et tout cela en couvrant presque tous les pans du spectre \u00e9lectromagn\u00e9tique, bien au-del\u00e0 du visible. Entre temps, des progr\u00e8s significatifs ont \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9s avec les t\u00e9lescopes terrestres, notamment ceux qui op\u00e8rent dans le visible et le proche infrarouge. Comme nous l\u2019avons vu dans les deux pr\u00e9c\u00e9dentes parties de cette s\u00e9rie, les perturbations de l\u2019atmosph\u00e8re (diffraction, diffusion) sont d\u00e9sormais trait\u00e9es en grande partie gr\u00e2ce aux optiques adaptatives et aux syst\u00e8mes de calibrage utilisant des lasers au sodium. Ces syst\u00e8mes rendent quasiment obsol\u00e8te un t\u00e9lescope spatial comme Hubble fonctionnant uniquement dans le domaine du visible, du proche ultra-violet et du proche infrarouge, au point qu&#8217;il est maintenant plus simple et surtout moins cher de construire un grand t\u00e9lescope sur terre dans le visible que d\u2019en envoyer un dans l\u2019espace. Ainsi de nos jours, les t\u00e9lescopes spatiaux compl\u00e8tent les t\u00e9lescopes terrestres.<\/p>\n<p>Les t\u00e9lescopes spatiaux servent parfois \u00e0 r\u00e9aliser des rep\u00e9rages qui sont ensuite approfondis par des t\u00e9lescopes terrestres. Ils se compl\u00e8tent aussi les uns les autres comme le montre cette image composite de la galaxie Messier 101, dite du Moulinet, r\u00e9alis\u00e9e en fausses couleurs \u00e0 partir de prises de vue dans l\u2019infrarouge avec le t\u00e9lescope spatial Spitzer, dans le visible avec Hubble et dans les rayons X avec Chandra.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Slide32-1.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Slide32\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Slide32_thumb-1.jpg\" alt=\"Slide32\" width=\"564\" height=\"319\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Nous allons d\u2019abord nous int\u00e9resser aux particularit\u00e9s des t\u00e9lescopes spatiaux avant de les \u00e9tudier cat\u00e9gorie par cat\u00e9gorie dans les parties qui suivront. Vous ne voyez pas encore la couleur des entrepreneurs de l\u2019espace promis par le titre de cette longue s\u00e9rie d\u2019articles ? Patience ! Cela arrivera surtout vers la fin !<\/p>\n<p>En pr\u00e9parant cette partie et en parcourant les sp\u00e9cifications techniques de nombre de satellites, j\u2019en ai extrait leurs particularit\u00e9s qui sont nombreuses et que voici. Cela permet de r\u00e9pondre \u00e0 quelques questions de bon sens : quels sont les instruments embarqu\u00e9s dans les t\u00e9lescopes spatiaux ? quelle est leur source d\u2019\u00e9nergie ? comment les pointe-t-on avec pr\u00e9cision dans la bonne direction ? comment r\u00e9cup\u00e8re-t-on les donn\u00e9es qu\u2019ils produisent ? quelle est leur dur\u00e9e de vie et combien co\u00fbtent-ils ?<\/p>\n<p><strong>Les bandes de fr\u00e9quences observ\u00e9es<\/strong><\/p>\n<p>Faisons le tour du spectre \u00e9lectromagn\u00e9tique explor\u00e9 par les t\u00e9lescopes spatiaux et des domaines d\u2019application de chaque bande de fr\u00e9quences :<\/p>\n<ul>\n<li>Les <strong>rayons gamma<\/strong> sont une des composantes des rayons cosmiques qui comprennent aussi des particules charg\u00e9es comme des protons et des \u00e9lectrons. Ils sont notamment g\u00e9n\u00e9r\u00e9s par la fission nucl\u00e9aire et la d\u00e9gradation d\u2019isotopes radioactifs (cf tableau <em>ci-dessous<\/em>), l\u2019interaction de particules charg\u00e9es (protons, \u00e9lectrons) \u00e0 haute \u00e9nergie avec des champs de radiation intenses ou encore par l\u2019annihilation de mati\u00e8re et d\u2019antimati\u00e8re. Ils permettent notamment de d\u00e9tecter la naissance des trous noirs r\u00e9sultant de l\u2019effondrement gravitationnel d\u2019\u00e9toiles tr\u00e8s massives, qui produisent des sursauts gamma brutaux, ainsi que des pulsars et des restes de supernovas. Les rayons gamma r\u00e9v\u00e8lent aussi les interactions entre les rayons cosmiques et le milieu interstellaire. Ce sont les rayons \u00e9lectromagn\u00e9tiques connus les plus \u00e9nerg\u00e9tiques. Les ondes \u00e9lectromagn\u00e9tiques sont transport\u00e9es unitairement dans des photons et l\u2019\u00e9nergie de ces photons est proportionnelle \u00e0 la fr\u00e9quence de l\u2019onde \u00e9lectromagn\u00e9tique. Or, les rayons gamma sont de fr\u00e9quence \u00e9lectromagn\u00e9tique tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9e tandis qu\u2019\u00e0 l\u2019autre bout du spectre, les rayons infrarouges et les ondes radio sont les moins \u00e9nerg\u00e9tiques. A noter que les rayons gamma de tr\u00e8s haute \u00e9nergie, au-del\u00e0 du TeV, sont capt\u00e9s par des d\u00e9tecteurs terrestres de type Cherenkov. J\u2019ai fait l\u2019impasse sur ce type de t\u00e9lescope dans les parties pr\u00e9c\u00e9dentes !<\/li>\n<\/ul>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Nucleosynthese-et-rayons-gamma.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; margin: 10px 0px 10px 10px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Nucleosynthese et rayons gamma\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Nucleosynthese-et-rayons-gamma_thumb.jpg\" alt=\"Nucleosynthese et rayons gamma\" width=\"395\" height=\"209\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<ul>\n<li>Les <strong>rayons X <\/strong>visualisent les \u00e9toiles en fin de vie, les restes d&#8217;\u00e9toiles mortes et les \u00e9toiles \u00e0 neutrons ainsi que les \u00e9missions de gaz chaud. Nombre de t\u00e9lescopes spatiaux couvrent \u00e0 la fois les rayons X et gamma. Les rayons gamma et X sont d\u00e9crits par leur \u00e9nergie, en keV\/MeV\/GeV\/TeV \u2013 kilo\/m\u00e9ga\/giga\/tera \u00e9lectrons-volts, et non pas en fr\u00e9quence ou longueur d\u2019onde comme pour les fr\u00e9quences allant de l\u2019ultra-violet aux ondes radio qui sont de tr\u00e8s basse \u00e9nergie.<\/li>\n<li>L\u2019<strong>ultra-violet<\/strong> permet de d\u00e9tecter les objets c\u00e9lestes qui se rapprochent de nous par effet Doppler, dans ce cas, avec une longueur d\u2019onde qui raccourci. L\u2019UV d\u00e9tecte bien la mati\u00e8re baryonique (atomes) et la composition chimique des objets observ\u00e9s : plan\u00e8tes, \u00e9toiles, amas d\u2019\u00e9toiles, nuages intergalactiques, galaxies et galaxies \u00e0 noyau actif. Les UVs d\u00e9tectent les transitions par r\u00e9sonance des atomes et ions, servent \u00e0 \u00e9tudier les plasmas de temp\u00e9rature comprise entre 3 000K et 300 000 K. Ils d\u00e9tectent aussi les transitions \u00e9lectroniques de mol\u00e9cules abondantes comme l\u2019hydrog\u00e8ne neutre H2 (qui est aussi d\u00e9tect\u00e9 en radiofr\u00e9quence \u00e0 1420 MHz), OH, CO et les PAH (Polycyclic aromatic hydrocarbon), des compos\u00e9s organiques simples. On se sert donc des UV pour qualifier l\u2019atmosph\u00e8re des exoplan\u00e8tes.<\/li>\n<li>Le <strong>visible <\/strong>(0,3 \u00e0 0,7 microns) sert \u00e0 observer les \u00e9toiles actives similaires au Soleil, les galaxies proches, les plan\u00e8tes du syst\u00e8me solaire et les exoplan\u00e8tes d\u2019\u00e9toiles proches dans la Voie Lact\u00e9e, par interf\u00e9rom\u00e9trie optique qui est peu pratiqu\u00e9e avec les t\u00e9lescopes spatiaux. Il est notamment employ\u00e9 par Kepler (d\u00e9tection d\u2019exoplan\u00e8tes par la m\u00e9thode des transits que nous d\u00e9taillerons dans un prochain article) et Gaia (cartographie des \u00e9toiles de la Voie Lact\u00e9e).<\/li>\n<li>Le <strong>proche infrarouge<\/strong> (0,7\u00a0 \u00e0 2 microns) d\u00e9tecte la poussi\u00e8re chauff\u00e9e par la lumi\u00e8re des \u00e9toiles, les \u00e9toiles rouges g\u00e9antes, les \u00e9toiles rouges froides, qui sont des \u00e9toiles petites et moins chaudes que le Soleil, ainsi que les \u00e9toiles en formation et les jeunes \u00e9toiles. On s\u2019en sert beaucoup dans la d\u00e9tection et la caract\u00e9risation d\u2019exoplan\u00e8tes.<\/li>\n<li>L\u2019<strong>infrarouge moyen<\/strong> (2 \u00e0 4 microns) explore les plan\u00e8tes, les com\u00e8tes, les ast\u00e9ro\u00efdes, la poussi\u00e8re chaude, les disques protoplan\u00e9taires, les galaxies tr\u00e8s distantes (\u00e0 fort d\u00e9calage vers le rouge, ou \u201chigh redshift\u201d), les mol\u00e9cules complexes (PAH, comme pour l\u2019UV). L\u2019IR lointain sera l\u2019apanage du JWST.<\/li>\n<li>L\u2019<strong>infrarouge lointain <\/strong>(4 \u00e0 1000 microns) analyse la poussi\u00e8re froide, les r\u00e9gions centrales des galaxies, les nuages mol\u00e9culaires froids, les galaxies avec un noyau actif (AGN) et les galaxies en spirale (cf leur spectre caract\u00e9ristique \u00e0 droite du sch\u00e9ma <em>ci-dessous<\/em>).<\/li>\n<\/ul>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Galaxies-llipiques-et-en-spirale.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Galaxies \u00e9llipiques et en spirale\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Galaxies-llipiques-et-en-spirale_thumb.jpg\" alt=\"Galaxies \u00e9llipiques et en spirale\" width=\"541\" height=\"259\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<ul>\n<li>Les <strong>ondes radio millim\u00e9triques <\/strong>(1 mm \u00e0 1 cm) ou micro-ondes) permettent d\u2019observer le CMB (fond diffus cosmologique), les nuages denses et froids et le gaz CO. Le CMB \u00e9tait notamment observ\u00e9 par le t\u00e9lescope spatial Spitzer qui est maintenant \u00e0 la retraite.<\/li>\n<li>Les <strong>ondes radio centim\u00e9triques <\/strong>(1 cm \u00e0 1m) permettent de d\u00e9tecter les nuages d\u2019hydrog\u00e8ne neutre qui d\u00e9terminent la structure des galaxies et du milieu interstellaire. On les d\u00e9tecte avec la raie d\u2019\u00e9mission de l\u2019hydrog\u00e8ne H1 de 21 cm comme vu dans la partie sur les radiot\u00e9lescopes. On y d\u00e9tecte aussi l\u2019eau. Et aussi le rayonnement d\u2019\u00e9lectrons \u00e9nerg\u00e9tiques que l\u2019on trouve dans les r\u00e9gions chaudes autour des \u00e9toiles.<\/li>\n<\/ul>\n<p>La tendance g\u00e9n\u00e9rale est \u00e0 d\u00e9laisser l\u2019exploration dans le visible. Tout d\u2019abord, il ne repr\u00e9sente qu&#8217;une toute petite partie du spectre \u00e9lectromagn\u00e9tique, qui est de mieux en mieux couverte par les t\u00e9lescopes terrestres maintenant g\u00e9n\u00e9ralement dot\u00e9s d\u2019optiques adaptatives. Ensuite, les rayons gamma, X, ultra-violet et infrarouge lointains ne peuvent \u00eatre \u00e9tudi\u00e9s sur Terre et promettent des d\u00e9couvertes scientifiques : l\u2019infrarouge permet de mieux remonter dans le temps dans l\u2019histoire de l\u2019Univers, et les rayons X et gamma permettent de d\u00e9tecter des ph\u00e9nom\u00e8nes extr\u00eames g\u00e9n\u00e9r\u00e9s par les \u00e9toiles \u00e0 neutrons et trous noirs, am\u00e9liorant notre compr\u00e9hension du cycle de vie des galaxies. Le visible reste cependant utilis\u00e9 dans l\u2019espace pour la d\u00e9tection des exoplan\u00e8tes par la m\u00e9thode des transits.<\/p>\n<p>Nombre de t\u00e9lescopes spatiaux exploitent plusieurs de ces bandes de fr\u00e9quences, notamment autour du visible, ou associant rayons gamma, X et ultra-violet. Ces derniers t\u00e9lescopes peuvent aussi r\u00e9aliser leur pointage \u00e0 l\u2019aide d\u2019une cam\u00e9ra dans le visible qui se rep\u00e8re sur des \u00e9toiles connues de la vo\u00fbte c\u00e9leste.<\/p>\n<p><strong>La diversit\u00e9 de leurs instruments<\/strong><\/p>\n<p>Du fait des limitations physiques des coiffes des fus\u00e9es qui les envoient dans l\u2019espace, les t\u00e9lescopes spatiaux sont pour l\u2019instant limit\u00e9s par la dimension totale de leur <strong>miroir<\/strong>. Ils exc\u00e8dent rarement trois m\u00e8tres, ce qui a aboutit aux solutions de miroirs en plusieurs parties et qui se d\u00e9plient apr\u00e8s leur lancement. C&#8217;est le cas pour le James Webb Space Telescope avec son miroir (d\u00e9pli\u00e9) de 6,2 m d\u2019envergure, ou pour le LUVOIR qui sera envoy\u00e9 dans l\u2019espace bien plus tard.<\/p>\n<p>Le cheminement de la lumi\u00e8re dans les t\u00e9lescopes spatiaux est voisin de celui des t\u00e9lescopes terrestres entre l\u2019ultra-violet et l\u2019infrarouge. Il passe souvent par un miroir principal puis par un miroir secondaire qui \u00e9claire alors un plan de focale (c\u2019est le dispositif Cassegrain). Sur ce plan de focale, la lumi\u00e8re est r\u00e9cup\u00e9r\u00e9e selon un agencement assez variable selon les t\u00e9lescopes. Elle suit alors un chemin plus ou moins\u00a0 tortueux pour atteindre divers capteurs CCD ou autres, via des miroirs semi-r\u00e9fl\u00e9chissant ou dichro\u00efques (qui laissent passer certaines couleurs\/fr\u00e9quences d\u2019un c\u00f4t\u00e9 et de l\u2019autre), et diff\u00e9rents prismes pour la spectrographie et autres filtres. On trouve des agencements dans un cercle comme pour Spitzer, Hubble et Herschel, ou en rectangle pour le JWST, Gaia et Kepler. Cela va d\u2019une tr\u00e8s grande diversit\u00e9 de capteurs comme pour Hubble, JWST ou Spitzer \u00e0 une matrice de capteurs identiques comme pour Kepler (<em>ci-dessous, <\/em>un assemblage de plans de focale vari\u00e9s). Ne vous inqui\u00e9tez pas, nous allons revenir sur chacun de ces t\u00e9lescopes un par un.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Capteurs-et-plans-de-focale.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Capteurs et plans de focale\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Capteurs-et-plans-de-focale_thumb.jpg\" alt=\"Capteurs et plans de focale\" width=\"545\" height=\"359\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Les rayons X n\u00e9cessitent un traitement particulier : passant au travers des miroirs \u00e0 faible incidence, on est oblig\u00e9 d\u2019utiliser des miroirs concentriques parabolique o\u00f9 les rayons sont r\u00e9fl\u00e9chis avec une incidence proche de 90\u00b0, qui est la seule possible. Quand aux rayons gamma, ils traversent toute mati\u00e8re donc ne peuvent \u00eatre r\u00e9fl\u00e9chis par un miroir. On utilise d\u2019autres artifices pour capter leur orientation comme des masques d\u2019encodage que nous aurons le loisir d\u2019explorer dans l\u2019article les concernant.<\/p>\n<p>Les instruments embarqu\u00e9s dans les t\u00e9lescopes spatiaux peuvent \u00eatre aussi nombreux que sur certains t\u00e9lescopes terrestres. Ils sont cependant un peu plus miniaturis\u00e9s et plus l\u00e9gers que leurs homologues terrestres.<\/p>\n<p>Ils utilisent des <strong>capteurs CCD <\/strong>divers pour l\u2019imagerie dans l\u2019ultraviolet, dans le visible et l\u2019infrarouge proche et moyen et d\u2019autres types de capteurs pour les rayons gamma, X et radio.<\/p>\n<p>Les CCDs sont compl\u00e9t\u00e9s de <strong>filtres de couleur <\/strong>interchangeables pour d\u00e9composer la lumi\u00e8re, plus qu\u2019avec les trois couleurs primaires utilis\u00e9es dans le visible par nos yeux et appareils photo, et jusqu\u2019\u00e0 une dizaine. Dans certains t\u00e9lescopes, les instruments semblent parfois redondants. Ils ont cependant diverses caract\u00e9ristiques qui les distinguent et avec des compromis diff\u00e9rent : en angle de vue (champ large, champ \u00e9troit), en sensibilit\u00e9, en dynamique, en r\u00e9solution angulaire et en r\u00e9solution spectrale dans le cas des spectrographes.<\/p>\n<p>Pour l\u2019infrarouge, les capteurs CCDs utilisent des semi-conducteurs qui poss\u00e8dent une bande interdite plus \u00e9troite qui est le diff\u00e9rentiel d\u2019\u00e9nergie entre les \u00e9lectrons mobiles et les \u00e9lectrons de valence qui ne participent pas aux ph\u00e9nom\u00e8nes de conduction \u00e9lectrique [<a href=\"https:\/\/fr.wikipedia.org\/wiki\/Th%C3%A9orie_des_bandes\">source<\/a>]. Les semi-conducteurs les plus couramment utilis\u00e9s pour ces CCDs sont le tellurure de mercure-cadmium et l\u2019antimoniure d\u2019indium pour le proche infrarouge et l\u2019ars\u00e9niure de silicium pour l\u2019infrarouge moyen.<\/p>\n<p>Des <strong>bolom\u00e8tres <\/strong>sont utilis\u00e9s pour capter l\u2019infrarouge lointain ainsi que les ondes radio. Ce sont en fait des thermom\u00e8tres qui sont chauff\u00e9s par les rayons \u00e9lectromagn\u00e9tiques et dont on mesure la r\u00e9sistance qui d\u00e9pend de la temp\u00e9rature.<\/p>\n<p>Des <strong>scientillateurs<\/strong>, <strong>capteurs au gaz <\/strong>et autres capteurs divers servent \u00e0 la d\u00e9tection des rayons gamma et des rayons X \u00e0 haute \u00e9nergie.<\/p>\n<p>Les <strong>spectrographes <\/strong>d\u00e9composent le spectre re\u00e7u en fr\u00e9quences. La forme du spectre r\u00e9v\u00e8le la nature des objets observ\u00e9s, comme celle de corps noir, ou\u00a0 le type de galaxie et d\u2019\u00e9toile. Les \u00e9toiles en formation, jeunes ou en d\u00e9clin ont toutes un spectre tr\u00e8s caract\u00e9ristique. Les pics d\u2019\u00e9mission ou les creux d\u2019absorption permettent d\u2019identifier les mati\u00e8res et gaz \u00e9metteurs ou absorb\u00e9s. Et comme la dur\u00e9e de vie des satellites est finie, le rendement des observations est important. Cela explique l\u2019effort mis dans la conception de syst\u00e8mes de spectrographie d\u2019objets multiples tels que le NIRspec du JWST que nous verrons plus loin.<\/p>\n<p>Les <strong>polarim\u00e8tres <\/strong>sont des instruments qui mesurent la polarit\u00e9 des champs \u00e9lectromagn\u00e9tiques re\u00e7us. Les champs polaris\u00e9s r\u00e9v\u00e8lent des objets o\u00f9 l\u2019activit\u00e9 magn\u00e9tique est tr\u00e8s intense, comme autour des \u00e9toiles \u00e0 neutrons et des trous noirs.<\/p>\n<p>Les <strong>coronographes <\/strong>servent \u00e0 occulter une \u00e9toile ou tout autre objet c\u00e9leste pour analyser son environnement tel que les exoplan\u00e8tes d\u2019une \u00e9toile. Cela permet aux capteurs de ne pas \u00eatre \u00e9blouis par l\u2019objet cach\u00e9.<\/p>\n<p>Voici une synth\u00e8se visuelle des moyens de focaliser les rayons capt\u00e9s et de les analyser selon les bandes de fr\u00e9quences. C\u2019est tr\u00e8s approximatif pour ce qui concerne les rayons gamma, o\u00f9 les moyens de d\u00e9tection sont tr\u00e8s nombreux.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Telescopes-spatiaux-rayons-et-capteurs.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; margin: 10px 0px 10px 10px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Telescopes spatiaux rayons et capteurs\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Telescopes-spatiaux-rayons-et-capteurs_thumb.jpg\" alt=\"Telescopes spatiaux rayons et capteurs\" width=\"596\" height=\"335\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>A noter que certains t\u00e9lescope spatiaux ne sont pas ind\u00e9pendants, mais peuvent \u00eatre install\u00e9s dans des installations plus grandes comme l\u2019ISS. C\u2019est le cas de NICER qui sert \u00e0 l\u2019\u00e9tude des \u00e9toiles \u00e0 neutrons et de CREAM pour l\u2019\u00e9tude de rayons cosmiques.<\/p>\n<p><strong>Leurs sources d\u2019\u00e9nergie<\/strong><\/p>\n<p>Les instruments de bord des t\u00e9lescopes spatiaux sont g\u00e9n\u00e9ralement aliment\u00e9s par des panneaux solaires et des batteries associ\u00e9es. Leur dur\u00e9e de vie n\u2019est pas un facteur limitant pour ces t\u00e9lescopes m\u00eame si les panneaux solaires peuvent se d\u00e9grader avec le temps, via la r\u00e9ception de micro-m\u00e9t\u00e9orites. L\u2019alimentation n\u00e9cessaire au t\u00e9lescope peut repr\u00e9senter plusieurs centaines de Watts.<\/p>\n<p>Pour se d\u00e9placer en orbite ou maintenir leur orbite, les t\u00e9lescopes spatiaux peuvent faire appel \u00e0 de petites tuy\u00e8res qui envoient du gaz de propulsion ou un comburant et un carburant. La r\u00e9serve de gaz \u00e9tant finie, cela peut limiter la dur\u00e9e de vie du t\u00e9lescope. Ces propulseurs qui utilisent souvent de l\u2019hydrazine servent surtout \u00e0 maintenir le t\u00e9lescope sur son orbite.<\/p>\n<p>L\u2019alimentation \u00e9lectrique provenant des panneaux solaires permet aussi d\u2019actionner des roues d\u2019inertie qui permettent au t\u00e9lescope de changer d\u2019orientation, sans changer de position. Une roue tourne dans un sens et le reste du satellite dans l\u2019autre sens par r\u00e9action. Il faut de trois \u00e0 quatre roues pour pouvoir se placer dans n\u2019importe quelle direction. La rotation du t\u00e9lescope sur ses trois axes est assez lente, les roues ayant une masse tr\u00e8s inf\u00e9rieure \u00e0 celle du satellite.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Kepler-Reaction-Wheels1.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Kepler Reaction Wheels\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Kepler-Reaction-Wheels1_thumb.jpg\" alt=\"Kepler Reaction Wheels\" width=\"493\" height=\"355\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>L\u2019une de ces roues de positionnement a fait d\u00e9faut au t\u00e9lescope Kepler qui a du rester dans une orbite stable et utiliser ses propulseurs \u00e0 la place pour bien rester en position (<em>ci-dessus<\/em>, deux des quatre roues de positionnement de Kepler). Cela a mis en danger sa mission en 2013 mais celle-ci a toutefois pu se poursuivre presque sans encombres depuis lors [<a href=\"http:\/\/www.nature.com\/news\/the-wheels-come-off-kepler-1.13032\">source<\/a>].<\/p>\n<p><strong>La cryog\u00e9nie des instruments<\/strong><\/p>\n<p>Pour diminuer la captation de bruit ambiant (\u201cdark current\u201d), les capteurs infrarouges des t\u00e9lescopes doivent \u00eatre refroidis. Sur Terre, cela ne pose pas de probl\u00e8me particulier. Il y a de la place et de l\u2019\u00e9nergie \u00e0 volont\u00e9.<\/p>\n<p>L\u2019espace est plus contraignant car le refroidissement cryog\u00e9nique des instruments utilise soit de l\u2019h\u00e9lium soit de l\u2019azote liquide. La r\u00e9serve correspondante va limiter la dur\u00e9e d\u2019usage des instruments dans l\u2019infrarouge moyen. Les instruments dans l\u2019infrarouge proche doivent \u00eatre refroidis \u00e0 77K (77 degr\u00e9s au-dessus du z\u00e9ro absolu qui est \u00e0 -273\u00b0C), ceux de l\u2019infrarouge moyen doivent l\u2019\u00eatre \u00e0 4K et ceux de l\u2019infrarouge lointain doivent l\u2019\u00eatre \u00e0 seulement 100 mK, soit un dixi\u00e8me de degr\u00e9 au-dessus du z\u00e9ro absolu.<\/p>\n<p>Les instruments qui fonctionnent dans le visible et le tr\u00e8s proche infrarouge peuvent \u00eatre refroidis de mani\u00e8re passive avec des radiateurs en deux parties : des collecteurs de chaleur pr\u00e8s des instruments, et des radiateurs qui la diffusent dans l\u2019espace. Cela reprend le principe du refroidissement passif des CPU et GPU des ordinateurs personnels. Sans ventilation car la chaleur se dissipe par rayonnement\u2026 et un ventilateur ne sert \u00e0 rien dans l\u2019espace car on est dans le vide !<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Planck-IR-Cooling-System.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Planck IR Cooling System\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Planck-IR-Cooling-System_thumb.jpg\" alt=\"Planck IR Cooling System\" width=\"543\" height=\"324\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p><em>Ci-dessus<\/em>, l\u2019installation de cryog\u00e9nie du t\u00e9lescope infrarouge Spitzer avec ses diff\u00e9rents \u00e9tages.<\/p>\n<p><strong>Leur orbite<\/strong><\/p>\n<p>Les t\u00e9lescopes spatiaux sont plac\u00e9s sur des orbites qui sont habituellement de quatre types que l\u2019on choisit en fonction de contraintes diverses comme le co\u00fbt du lancement, l\u2019objectif de rentabilit\u00e9 du t\u00e9lescope et les objectifs d\u2019observation :<\/p>\n<ul>\n<li>En <strong>orbite basse <\/strong>autour de la Terre comme Hubble, \u00e0 environ 500 km d\u2019altitude. L\u2019avantage est que cela n\u2019est pas compliqu\u00e9 d\u2019envoyer le t\u00e9lescope en orbite et que l\u2019on peut \u00e9ventuellement le r\u00e9parer comme la navette spatiale am\u00e9ricaine l\u2019a fait pour Hubble. L\u2019inconv\u00e9nient est que les observations de l\u2019espace ne peuvent avoir lieu que la moiti\u00e9 du temps, lorsque le t\u00e9lescope est dans la nuit. Sachant que l\u2019orbite dure environ 96 minutes \u00e0 cette altitude. A cette altitude, les t\u00e9l\u00e9communications spatiales sont facilit\u00e9es pour le haut d\u00e9bit, ou tout du moins un haut d\u00e9bit d\u2019ADSL de zone faiblement dense ! Pour prendre un exemple, Hubble doit \u00e9viter de regarder dans la direction du Soleil dans un c\u00f4ne de 45\u00b0 et il doit bien entendu \u00e9viter la Terre. Cela donne un temps d\u2019observation compris entre 45 minutes sur les 96 minutesd\u2019une orbite et la totalit\u00e9 des orbites selon la direction observ\u00e9e (tant que la Terre et le Soleil sont \u00e9vit\u00e9s). Deux r\u00e9gions d\u2019un rayon de 18\u00b0 sont observables en permanence, ce qui peut servir pour des temps de pose de tr\u00e8s longue dur\u00e9e li\u00e9s \u00e0 la captation de galaxies tr\u00e8s lointaines comme dans les programmes Hubble Deep Field et Hubble Ultra-Deep Field. Qui plus est, l\u2019anomalie magn\u00e9tique de l\u2019Atlantique Sud emp\u00eache la Terre de prot\u00e9ger le t\u00e9lescope de bombardement de particules, ce qui met hors service une partie des instruments pendant 25 minutes par orbite. A ceci s\u2019ajoutent d\u2019autres contraintes comme la position des panneaux solaires qui doivent \u00eatre aussi orthogonaux que possible avec le Soleil &#8211; heureusement, ils peuvent pivoter sur leur axe de support &#8211; et diverses contraintes thermiques.<\/li>\n<li>En <strong>orbite elliptique<\/strong> autour de la Terre, ce qui va donner un temps d\u2019exploration bien plus grand, le t\u00e9lescope \u00e9tant alors rarement dans l\u2019ombre de la Terre. L\u2019envoi des donn\u00e9es collect\u00e9es par le t\u00e9lescope peut \u00eatre r\u00e9alis\u00e9 lors de la p\u00e9rig\u00e9e de l\u2019orbite elliptique, lorsqu\u2019il est le plus pr\u00e8s de la Terre. Le t\u00e9lescope \u00e0 rayons X Chandra est sur ce type d\u2019orbite avec une p\u00e9rig\u00e9e \u00e9lev\u00e9e \u00e0 16 000 km et une apog\u00e9e \u00e0 133 000 km.<\/li>\n<li>En <strong>orbite autour du Soleil <\/strong>sur la m\u00eame orbite que la Terre mais d\u00e9cal\u00e9e. Cela permet de pouvoir observer tout le temps l\u2019espace, dans la direction oppos\u00e9e au Soleil. Les t\u00e9lescopes Kepler et Spitzer sont sur ce type d\u2019orbite. Elle permet aussi d\u2019\u00e9viter les perturbations des instruments g\u00e9n\u00e9r\u00e9es par l\u2019anomalie magn\u00e9tique de l\u2019Atlantique Sud qui se manifeste en orbite basse.<\/li>\n<\/ul>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Orbites-telescopes-spatiaux.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Orbites telescopes spatiaux\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Orbites-telescopes-spatiaux_thumb.jpg\" alt=\"Orbites telescopes spatiaux\" width=\"575\" height=\"325\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<ul>\n<li>En <strong>orbite sur ou autour du point de Lagrange L2 <\/strong>qui permet au t\u00e9lescope d\u2019\u00eatre dans l\u2019ombre de la Terre et donc, de ne pas \u00eatre \u00e9clair\u00e9 par elle, ce qui facilite les observations. Le t\u00e9lescope est cependant \u00e9clair\u00e9 par le Soleil qui a une taille apparente plus grande que celle de la Terre, et qui alimente au passage ses panneaux solaires. Cette orbite particuli\u00e8re permet au t\u00e9lescope de tourner autour du Soleil \u00e0 la m\u00eame vitesse angulaire que la Terre. Elle est situ\u00e9e \u00e0 1,5 millions de km de la Terre sachant que cette derni\u00e8re est \u00e0 150 millions de km du Soleil et que la Lune est \u00e0 environ 330 000 km de la Terre. Les inconv\u00e9nients de cette orbite ? Elle est \u00e9loign\u00e9e donc cela peut limiter la vitesse des t\u00e9l\u00e9communications. Le placement du t\u00e9lescope sur cette orbite est compliqu\u00e9. Enfin, il est alors impossible d\u2019y r\u00e9parer le t\u00e9lescope, comme cela a pu se faire dans les ann\u00e9es 1990 pour Hubble qui \u00e9tait en orbite terrestre accessible par la Navette Spatiale. Les t\u00e9lescopes Gaia, Planck et Herschel sont sur cette orbite et elle accueillera le James Webb Space Telescope en 2018. Comme Herschel, un t\u00e9lescope spatial peut \u00eatre envoy\u00e9 sur une orbite de Lissajous autour de ce point de Lagrange. <!--EndFragment--><\/li>\n<\/ul>\n<p><strong>Leur dur\u00e9e de vie<\/strong><\/p>\n<p>La dur\u00e9e de vie op\u00e9rationnelle des t\u00e9lescopes spatiaux est couramment situ\u00e9e entre trois et dix ans alors que celle des grands t\u00e9lescopes terrestres se compte en d\u00e9cennies voir demi-si\u00e8cles.<\/p>\n<p>Elle d\u00e9pend du type d\u2019instrument embarqu\u00e9. Les t\u00e9lescopes infrarouges sont ceux dont la dur\u00e9e de vie est la plus contrainte, par les gaz liquides de cryog\u00e9nisation des capteurs infrarouge. La limitation de la dur\u00e9e provient aussi des ergols qui servent \u00e0 ajuster la position du satellite, \u00e0 le maintenir dans la bonne altitude en orbite, parfois aussi pour changer de position pour scruter l\u2019Univers. Les t\u00e9lescopes infrarouge peuvent fonctionner dans une p\u00e9riode \u00e9tendue et en mode limit\u00e9, sans la captation dans l\u2019infrarouge moyen.<\/p>\n<p>Le record a \u00e9t\u00e9 obtenu avec Hubble qui a \u00e9t\u00e9 r\u00e9par\u00e9 et modifi\u00e9 plusieurs fois gr\u00e2ce \u00e0 la navette spatiale. C\u2019est difficile \u00e0 faire depuis la fin du programme de la Navette Spatiale am\u00e9ricaine. Hubble est actuellement proche de sa fin de vie.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Telescopes-Spatiaux-Actifs.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; margin: 10px 0px 10px 10px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Telescopes Spatiaux Actifs\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Telescopes-Spatiaux-Actifs_thumb.jpg\" alt=\"Telescopes Spatiaux Actifs\" width=\"558\" height=\"316\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Dans la pratique donc, le nombre de t\u00e9lescopes spatiaux en activit\u00e9 est relativement faible (<em>ci-dessus<\/em>). Et les t\u00e9lescopes inactifs sont des plus nombreux, et le sch\u00e9ma n\u2019int\u00e8gre que les plus r\u00e9cents (<em>ci-dessous<\/em>).<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Telescopes-spatiaux-hors-service.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; margin: 10px 0px 10px 10px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Telescopes Spatiaux Hors Service\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Telescopes-spatiaux-hors-service_thumb.jpg\" alt=\"Telescopes Spatiaux Hors Service\" width=\"562\" height=\"318\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Les sondes spatiales dot\u00e9es de capteurs photo qui s\u2019\u00e9loignent du Soleil ne peuvent alors plus \u00eatre aliment\u00e9es par des panneaux solaires photovolta\u00efques. Lanc\u00e9es en 1977, Voyager 1 et 2 sont ainsi aliment\u00e9es par des piles au plutonium. Celles-ci s\u2019\u00e9puisent progressivement et ces sondes ne pourront plus \u00e9mettre d\u2019images vers la Terre d\u2019ici une vingtaine d\u2019ann\u00e9es.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Telescopes-Spatiaux-Futurs.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; margin: 10px 0px 10px 10px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Telescopes Spatiaux Futurs\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Telescopes-Spatiaux-Futurs_thumb.jpg\" alt=\"Telescopes Spatiaux Futurs\" width=\"567\" height=\"321\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p><strong>Les t\u00e9l\u00e9communications avec les t\u00e9lescopes spatiaux<\/strong><\/p>\n<p>Les t\u00e9lescopes spatiaux utilisent des bandes de fr\u00e9quences diff\u00e9rentes selon leur type d\u2019orbite et leur distance \u00e0 la terre. Plus ils sont proches de la Terre, plus grand sera le d\u00e9bit. Un peu comme votre liaison ADSL et le DSLAM auquel il est connect\u00e9 chez votre op\u00e9rateur t\u00e9l\u00e9com. Plus il est loin, plus lent est le d\u00e9bit ! Les t\u00e9l\u00e9communications montantes vers les t\u00e9lescopes pour les piloter sont moins exigeantes en d\u00e9bit que les envois de donn\u00e9es des t\u00e9lescopes spatiaux \u00e0 la Terre.<\/p>\n<p>Les bandes de fr\u00e9quences utilis\u00e9es sont la bande S (2 GHz), la bande X (7 \u00e0 8 GHz) et la bande Ka (32 \u00e0 34 GHz), utilis\u00e9e depuis environ 2004, sachant que plus la fr\u00e9quence est \u00e9lev\u00e9e, meilleurs sont les d\u00e9bits.<\/p>\n<p><strong>Hubble <\/strong>(ou HST pour Hubble Space Telescope) envoie ses donn\u00e9es dans la bande S situ\u00e9e \u00e0 2,2 GHz, pas loin de celle du Wi-Fi abgn, qui est \u00e0 2,4 GHz ! Le d\u00e9bit associ\u00e9 est de 1 Mbits\/s ! Il stocke les donn\u00e9es avant de les envoyer dans une m\u00e9moire de masse \u00e0 base de semiconducteurs de moins de 2 Go ! Les antennes de Hubble sont orientables et communiquent avec les satellites g\u00e9ostationnaires TDRS de la NASA qui sont tout le temps visibles de Hubble. Ces derniers retransmettent alors les donn\u00e9es aux stations terrestres [<a href=\"http:\/\/hubblesite.org\/hubble_discoveries\/science_year_in_review\/pdf\/2010\/about_the_hubble_space_telescope.pdf\">source<\/a> du sch\u00e9ma ci-dessous].<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Hubble-Telescope-Communications.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Hubble Telescope Communications\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Hubble-Telescope-Communications_thumb.jpg\" alt=\"Hubble Telescope Communications\" width=\"559\" height=\"411\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p><strong>Keppler <\/strong>utilise une liaison en bande Ka (20 GHz) avec un une vitesse maximale de 550 Kbits\/s.<\/p>\n<p><strong>JWST<\/strong> s\u2019appuiera aussi sur la bande Ka mais atteindra 8 MBits\/s repr\u00e9sentant 30 Go de donn\u00e9es par jour.<\/p>\n<p>A noter le <a href=\"https:\/\/eyes.nasa.gov\/dsn\/dsn.html\">site<\/a> du <strong>Deep Space Network <\/strong>de la NASA qui permet de faire le tour des antennes de r\u00e9ception des signaux des satellites, des t\u00e9lescopes spatiaux et sondes spatiales comme Juno, utilis\u00e9s par l\u2019agence am\u00e9ricaine. Le DSN utilise une dizaine d\u2019antennes paraboliques situ\u00e9es aux USA, en Espagne et en Australie. Des antennes de 70 m de diam\u00e8tre servent \u00e0 l\u2019\u00e9mission de donn\u00e9es vers les t\u00e9lescopes et celles de 34 m servent \u00e0 la r\u00e9ception de leurs donn\u00e9es.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Slide35.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Slide35\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Slide35_thumb.jpg\" alt=\"Slide35\" width=\"563\" height=\"318\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Les donn\u00e9es re\u00e7ues permettent aussi d\u2019ajuster le positionnement pr\u00e9cis des satellites. Diff\u00e9rentes techniques sont utilis\u00e9es pour d\u00e9terminer avec pr\u00e9cision la position des t\u00e9lescopes spatiaux : certaines exploitent les signaux radio re\u00e7us (pour mesurer la distance, la vitesse via l\u2019effet Doppler, et l\u2019orientation via de l\u2019interf\u00e9rom\u00e9trie) ainsi que ceux des capteurs embarqu\u00e9s (gyro, suivi d\u2019\u00e9toiles rep\u00e8res, suivi du Soleil).<\/p>\n<p>Des liaisons optiques plus rapides pourraient \u00eatre utilis\u00e9es et atteindre 10 Mbis\/s jusqu\u2019\u00e0 Saturne et 50 Mbits\/s en orbite basse. Elles sont pour l\u2019instant r\u00e9serv\u00e9es aux t\u00e9lescopes observant la Terre, et pas encore \u00e0 ceux qui sont tourn\u00e9s vers l\u2019espace.<\/p>\n<p><strong>Des budgets \u00e9lev\u00e9s<\/strong><\/p>\n<p>Les budgets des t\u00e9lescopes spatiaux sont tr\u00e8s \u00e9lastique et peuvent aller de $100m \u00e0 $10B. Le t\u00e9lescope spatial le plus cher sera probablement JWST, dont le budget sans cesse r\u00e9vis\u00e9 \u00e0 la hausse est actuellement d\u2019environ $9B. Cela repr\u00e9sente un ordre de grandeur de plus que le budget des t\u00e9lescopes g\u00e9ants vus dans une <a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-telescopes-geants\/\">partie pr\u00e9c\u00e9dente<\/a>. Leur budget est compris entre $1B et $1,5B. Comme pour les grands t\u00e9lescopes terrestres, ces budgets peuvent \u00eatre mutualis\u00e9s \u00e0 l\u2019\u00e9chelle internationale. Une bonne part des satellites europ\u00e9ens sont financ\u00e9s par plusieurs pays europ\u00e9ens regroup\u00e9s notamment dans l\u2019ESA.<\/p>\n<p>Le plus gros financeur est sans doute la NASA. Son budget total annuel est d\u2019environ $19B. Elle consacre $1326m \u00e0 l\u2019astronomie en 2017 dont $569m rien que pour le JWST et elle se pr\u00e9pare \u00e0 d\u00e9penser sans compter pour le WFIRST que nous examinerons dans ces lignes.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Nasa-Astrophysics-Budget.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"NASA Astrophysics Budget\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Nasa-Astrophysics-Budget_thumb.jpg\" alt=\"NASA Astrophysics Budget\" width=\"559\" height=\"410\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>De son c\u00f4t\u00e9, l\u2019agence spatiale europ\u00e9enne est dot\u00e9e d\u2019un budget annuel de 5,25 Md\u20ac (2016), la France en \u00e9tant le second contributeur derri\u00e8re l\u2019Allemagne (22,6% et 844 M\u20ac vs 23,3% et 872 M\u20ac) et le premier contributeur en effectifs (510), le si\u00e8ge \u00e9tant bas\u00e9 \u00e0 Paris. La partie de ce budget d\u00e9di\u00e9e \u00e0 l\u2019astronomie semble \u00eatre de 9,7% et 508 M\u20ac, soit moins de la moiti\u00e9 de l\u2019investissement de la NASA dans le domaine. La plus grosse part du budget est consacr\u00e9e aux lanceurs (Ariane), pour 20% et \u00e0 l\u2019observation de la Terre (30,5%).<\/p>\n<p>Les programmes scientifiques de l\u2019astronomie sont concert\u00e9s pour agencer la compl\u00e9mentarit\u00e9 entre t\u00e9lescopes terrestres et spatiaux, comme dans la planification des <a href=\"https:\/\/science.nasa.gov\/astrophysics\/2020-decadal-survey-planning\">Decadal Surveys<\/a> de la NASA. Les t\u00e9lescopes spatiaux servent souvent d\u2019\u00e9claireurs de l\u2019exploration de l\u2019espace. Les objets identifi\u00e9s sont ensuite analys\u00e9s par divers instruments compl\u00e9mentaires install\u00e9s sur les t\u00e9lescopes terrestres. Typiquement, avec les radiot\u00e9lescopes qui n\u2019ont pas d\u2019\u00e9quivalents dans les t\u00e9lescopes spatiaux et n\u2019ont pas besoin d\u2019\u00eatre envoy\u00e9s dans l\u2019espace car l\u2019atmosph\u00e8re laisse passer les ondes radio.<\/p>\n<p><strong>Les r\u00e9servations des cr\u00e9neaux<\/strong><\/p>\n<p>Comme pour les t\u00e9lescopes terrestres, les astronomes et astrophysiciens doivent faire des demandes en ligne d\u2019observation. Un cinqui\u00e8me environ d\u2019entre elles sont honor\u00e9es et avec un d\u00e9lai de plusieurs mois. Il faut donc prendre son temps et bien documenter ses demandes ! Pour le 25e cycle d\u2019appels \u00e0 projets du Hubble Space Telescope, les demandes devaient \u00eatre formul\u00e9es entre janvier et avril 2017 et les <a href=\"http:\/\/www.stsci.edu\/hst\/proposing\/exp_abstract-catalogs\/Cycle25-Approved-Programs.pdf\">r\u00e9sultats<\/a> notifi\u00e9s en 2017, avec quatre laboratoires fran\u00e7ais retenus. Les demandes d\u2019observations sont g\u00e9r\u00e9es par le <a href=\"http:\/\/www.stsci.edu\/portal\/\">Space Telescope Science Institute<\/a> (STScI) qui est un organisme priv\u00e9 ind\u00e9pendant de la NASA cr\u00e9\u00e9 en 1981 et op\u00e9r\u00e9 par l\u2019AURA, l\u2019Association des 39 Universit\u00e9s US de recherche en astronomie.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/HST-Cycle-25-Approvals.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"HST Cycle 25 Approvals\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/HST-Cycle-25-Approvals_thumb.jpg\" alt=\"HST Cycle 25 Approvals\" width=\"552\" height=\"253\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Un processus qui rappelle celui des appels \u00e0 projets divers des Programmes d\u2019Investissements d\u2019Avenir. A ceci pr\u00e8s que les laboratoires de recherche ont un droit de tirage li\u00e9 au financement de leur pays. L\u2019Europe ayant contribu\u00e9 \u00e0 15% au financement de Hubble, cela lui donne un droit de tirage correspondant dans les observations. A noter que pendant les ann\u00e9es 1990, 13 demandes d\u2019observation d\u2019astronomes amateurs ont \u00e9t\u00e9 satisfaites. Mais ce programme a \u00e9t\u00e9 supprim\u00e9 faute de budget.<\/p>\n<p><strong>Les entrepreneurs<\/strong><\/p>\n<p>Vous remarquerez qu\u2019aucun entrepreneur dans le vent ne s\u2019est aventur\u00e9 dans la production de t\u00e9lescopes spatiaux comme de t\u00e9lescopes terrestres. Ce n\u2019est pas seulement li\u00e9 au fait qu\u2019ils servent \u00e0 la recherche fondamentale et qu\u2019ils sont financ\u00e9s par les deniers publics. Les entrepreneurs cherchent les \u00e9conomies d\u2019\u00e9chelle. Or, il y n\u2019y en a quasiment pas les t\u00e9lescopes spatiaux qui sont tous uniques en leur genre. La seule \u00e9conomie d\u2019\u00e9chelle se situe dans les lanceurs, un business potentiellement lucratif et qui est notamment bien investi par Space-X, la soci\u00e9t\u00e9 d\u2019Elon Musk. Ses fus\u00e9es Falcon peuvent servir \u00e0 lancer des t\u00e9lescopes spatiaux mais elles sont majoritairement utilis\u00e9es pour lancer des satellites commerciaux dans les t\u00e9l\u00e9communications.<\/p>\n<p>Mais entrepreneur n\u2019est pas synonyme de startups. On peut entreprendre dans des entreprises technologiques qui n\u2019ont pas les \u00e9conomies d\u2019\u00e9chelle des startups. C\u2019est dans ce registre que l\u2019on trouve diverses PME fran\u00e7aises actives dans le secteur spatial. Ce sont des \u00e9quipementiers et des fournisseurs de composants critiques comme les miroirs (Boostec), les capteurs CCD ou des instruments complets.<\/p>\n<p>______________________________<\/p>\n<p>Voil\u00e0 pour les g\u00e9n\u00e9ralit\u00e9s sur les t\u00e9lescopes spatiaux. Dans les \u00e9pisodes suivants, nous ferons le tour des t\u00e9lescopes spatiaux par sp\u00e9cialit\u00e9 : ceux qui sont <a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-telescopes-spatiaux-visible\/\">dans le visible<\/a> (<strong>Hubble<\/strong>, <strong>Gaia<\/strong>), dans <a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-telescopes-spatiaux-infrarouge\/\">l\u2019infrarouge<\/a> (<strong>WISE<\/strong>, <strong>Spitzer<\/strong>, <strong>Herschel<\/strong>, <strong>JWST<\/strong>, <strong>Euclid<\/strong>, <strong>WFIRST, SOFIA<\/strong>), dans l\u2019ultraviolet (<strong>WSO-UV<\/strong>, <strong>LUVOIR<\/strong>), dans les rayons X (<strong>Uhuru<\/strong>, <strong>Suzaku<\/strong>, <strong>Nustar<\/strong>, <strong>Hitomi<\/strong>, <strong>Chandra, HXMT, Einstein Probe<\/strong>,<strong> NICER<\/strong>), les rayons gamma (<strong>DAMPE<\/strong>, <strong>Fermi<\/strong>,<strong> SWIFT<\/strong>,<strong> SVOM<\/strong>) puis les ondes radio (<strong>HALCA<\/strong>,<strong> Planck<\/strong>,<strong> Spectr-R<\/strong>). Ces panoramas couvriront aussi bien des t\u00e9lescopes en activit\u00e9, que ceux qui ne sont plus en activit\u00e9 depuis moins d&#8217;une d\u00e9cennie, ceux qui doivent \u00eatre lanc\u00e9s puis certains de ceux qui sont encore en projet.<br \/>\n_____________________________<\/p>\n<p>Voici les pointeurs sur les douze \u00e9pisodes de cette s\u00e9rie dans leur ordre de parution :<br \/>\n<br \/><a target='_blank' href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-univers\/\">De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : l&#8217;Univers<\/a><br \/><a target='_blank' href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-telescopes-terrestres\/\">De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : t\u00e9lescopes terrestes<\/a><br \/><a target='_blank' href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-grands-telescopes\/\">De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : grands t\u00e9lescopes<\/a><br \/><a target='_blank' href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-telescopes-geants\/\">De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : t\u00e9lescopes g\u00e9ants<\/a><br \/><a target='_blank' href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-radiotelescopes\/\">De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : radiot\u00e9lescopes<\/a><br \/><a target='_blank' href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-interferometres\/\">De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : interf\u00e9rom\u00e8tres<\/a><br \/><a target='_blank' href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-telescopes-spatiaux\/\">De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : t\u00e9lescopes spatiaux<\/a><br \/><a target='_blank' href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-telescopes-spatiaux-visible\/\">De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : t\u00e9lescopes spatiaux dans le visible<\/a><br \/><a target='_blank' href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-telescopes-spatiaux-infrarouge\/\">De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : t\u00e9lescopes spatiaux dans l\u2019infrarouge<\/a><br \/><a target='_blank' href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-telescopes-spatiaux-rayons-gamma-x-uv-ondes-radio\/\">De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : t\u00e9lescopes spatiaux dans les rayons gamma, X et UV et ondes radio<\/a><br \/><a target='_blank' href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-exoplanetes\/\">De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : les exoplan\u00e8tes<\/a><br \/><a target='_blank' href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-entrepreneurs\/\">De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : entrepreneurs<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Les t\u00e9lescopes spatiaux ont \u00e9t\u00e9 imagin\u00e9s pour la premi\u00e8re fois par Hermann Oberthin en 1923 puis propos\u00e9s par Lyman Spitzer en 1946 dans \u201cAstronomical Advantages of an Extra-Terrestrial Observatory\u201d pour s&#8217;affranchir de l\u2019atmosph\u00e8re qui emp\u00eache l&#8217;observation de certaines ondes (rayons X, gamma, UV lointain) et qui d\u00e9forme la lumi\u00e8re qui la traverse. 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