La Nasa vient de débuter un nouveau processus de sélection de missions spatiales d’astrophysique. Mais, cette fois-ci, il ne s’agit pas de satellites d'un coût exorbitant. Ces futures missions ne coûteront seulement que quelques millions de dollars et devront s’appuyer sur ce qui fait le succès des petits satellites d’observation de la Terre du New Space.
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La Nasa a décidé de tirer parti des avancées technologiques, insufflées par l'industrie florissante des petits satellites, pour l'observation de la Terreobservation de la Terre et de l'accès à InternetInternet. Initialement développés pour des applications commerciales, ces petits satellites, dont certains mesurent seulement quelques dizaines de centimètres, sont de plus en plus agiles, précis et intelligents. Ils sont aujourd'hui utilisés dans le cadre de missions en lien avec l'astronomie, l'astrophysique, la météorologiemétéorologie spatiale et même pour des missions d’exploration à destination de Mars et d'astéroïdes.
Les progrès de la technologie et la miniaturisation des systèmes et instruments ainsi que des coûts très faibles d'accès à l'espace offrent donc de nouvelles opportunités dans le domaine de l'observation du ciel avec des missions d'astrophysique étonnamment ambitieuses au regard de la taille de ces satellites.
En 2020, la Nasa a mis sur pied le programme Pioneers qui a pour but d'encourager les chercheurs à tirer avantage de ces avancées et d'envisager une nouvelle manière de concevoir et de développer des missions d'observation du ciel qui diffèrent du model traditionnel, ce dernier s'appuyant sur des satellites bien plus grands et plus lourds. Ces missions Pioneers seront plafonnées à 20 millions de dollars hors coûts liés au lancement. Ces micro et nano-satellites peu coûteux seront réalisés avec des éléments sur étagères, construits sur la base d'une ou plusieurs unités cubiques (CubesSat), pourront voler en constellation ou à bord de la Station spatiale internationaleStation spatiale internationale, voire même à bord de ballonsballons.
Encourager l’utilisation de CubeSats pour des missions d’astrophysique
Des 24 propositions reçues initialement, la Nasa en a sélectionné quatre qu'elle vient de mettre en compétition. Pour l'heure, elle n'a pas précisé de calendrier ni le nombre de missions qu'elle financera. Ces quatre missions sont Aspera, Pandora, Starburst et Pueo.
- Aspera doit étudier l'évolution des galaxiesgalaxies. Grâce à des observations en lumièrelumière ultraviolette, Aspera observera les gazgaz chauds du milieu intergalactique -- l'espace qui sépare les galaxies entre elles. Ce milieu est une composante majeure de l'UniversUnivers mais il est encore mal caractérisé.
- Pandora doit étudier 20 étoilesétoiles et leurs 39 exoplanètesexoplanètes connues en lumière visible et infrarougeinfrarouge. La méthode la plus utilisée pour obtenir des informations sur l'atmosphère des exoplanètes consiste à observer l'absorptionabsorption par cette atmosphèreatmosphère de la lumière de l'étoile hôte. Or, caractériser les constituants d'une atmosphère de cette façon n'est pas simple. Pandora doit nous aider à décrypter les signaux des étoiles et des atmosphères planétaires de façon à mieux comprendre comment les changements de la lumière des étoiles affectent les mesures des exoplanètes, ce qui est un problème majeur dans la recherche de planètes habitables au-delà du système solairesystème solaire.
- StarBurst doit détecter les rayons gammarayons gamma de haute énergieénergie provenant d'événements tels que les collisions d'étoiles à neutrons. Cela fournirait un aperçu précieux de ces événements, dont les ondes gravitationnellesondes gravitationnelles émises lors de ces fusionsfusions sont détectées par des observatoires terrestresobservatoires terrestres. Ces événements sont le lieu de formation de la plupart des métauxmétaux lourds de l'Univers, tels que l'or et le platineplatine. À ce jour, un seul de ces événements a été observé simultanément dans les ondes gravitationnelles et les rayons gamma. StarBurst pourrait en détecter une dizaine par an.
- Pueo est une mission de ballon conçue pour être lancée depuis l'AntarctiqueAntarctique et qui détectera les signaux des neutrinosneutrinos à très haute énergie. Il s'agit des particules qui contiennent des indices précieux sur les processus astrophysiques les plus énergétiques, tels que la formation de trous noirstrous noirs, ou la fusion et la collision d'étoiles à neutronsétoiles à neutrons. Ils permettent aussi d'obtenir une description de l'Univers sur de grandes distances. Si l'observation de neutrinos de haute énergie offre un nouveau regard sur l'Univers, les détecter est un défi à relever, car leur faible interaction avec la matièrematière, leur principal avantage, les rend extrêmement difficiles à observer. Pueo devrait réaliser le relevé astronomique le plus sensible jamais réalisé dans ce domaine.
