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Digne successeur de COS-B (1975) ,
observatoire spatial du rayonnement gamma, est le fruit d'une coopération
internationale entre l'Agence spatiale européenne, la NASA et la
Russie. Lancé par une fusée Proton en octobre 2002, Intégral était
prévu pour fonctionner pendant au moins 2 ans. Face aux avancées
permises par ses observations et le bon comportement du satellite,
l'Agence spatiale européenne a décidé en décembre 2005 de prolonger
sa mission jusqu'en décembre 2010.
La mission MAX
Engagées dans le développement de 11 missions à lancer à partir
de 2008, l'après Integral n'est pas vraiment à l'ordre du jour au
sein des instances dirigeantes de l'. Cependant des équipes des Etats membres
de l'ESA, dont certaines ont son soutien, ont élaboré quelques concepts
de missions à même de prendre le relais de ce télescope spatial
vers 2015.
MAX est une des missions qui nous parait la plus prometteuse de
toutes celles que nous connaissons qui prévoit l'installation d'un
télescope gamma sur 2 satellites volant en formation. Soutenue par
elle mélange habilement avancées technologiques et recherche astronomique
dans le gamma. Ses enjeux technologiques sont concentrés pour l'essentiel
sur deux éléments, à savoir la lentille gamma de grand diamètre
et le vol en formation binaire dans la classe du mm (voire 100 microns).
Le vol en formation est un des défis majeurs de l'astronomie de
prochaine génération. Tant la NASA que l'ESA fondent de grands espoirs
sur ce type de mission. L'ESA explore ce domaine de vol bien particulier
en développant (Smart-2), un démonstrateur technologique qui s'inscrit
dans le cadre du programme Smart (Small Mission for Advanced Research
and Technology). Quant à EADS, qui vise à terme le contrat ,
le vol en formation est une de ses priorités. La firme européenne
a conduit des études dans Smart-2, Proba 2 et 3, missions mettant
en œuvre des technologiques précurseurs du vol en formation.
Défis technologiques
Avec une lentille de quelque 2,5 m de diamètre et un pointage mieux
que 15 arcsec, MAX représente une nouvelle génération d'instruments
avec un gain en sensibilité, en résolution énergétique et angulaire
sans précédent. Reste que ce projet nécessite le franchissement
de nombreux sauts technologiques et non des moindres.
Ce télescope sera partagé sur 2 satellites volant en formation pour
une mission d'au moins 2 ans basée sur des temps de pose de 15 jours
par cible en moyenne et de manière pas forcément continue. D'une
masse au lancement d'1 tonne se répartissant en 2 plates-formes
de 300 kg chacune et du télescope à proprement dit, de 300 kg également.
Orbite
MAX observera dans toutes les directions du ciel, y compris vers
le Soleil. Son orbite ne doit rien au hasard. Elle répondra à des
critères très précis. D'une part la mission MAX nécessite un environnement
radiatif calme, loin des Ceintures de Van Allen et d'autre part
un champ gravitationnel 'plat' pour le vol en formation.
L'orbite envisagée est de type HEO (supérieur à GTO) ou circulaire
à 2 ou 3 jours de période, ou autour des points de Lagrange L1 /
L2. Notez que le scénario optimal serait d'installer MAX sur une
orbite de Lissajous de grande amplitude autour de L1, avec un lancement
par un lanceur Soyouz équipé de l'étage Fregat (Les orbites HEO
ou circulaires requièrent un étage propulsif spécifique).
Ariane 5 peut également être utilisée. Dans ce cas, MAX serait passager
auxiliaire d'une mission en orbite de transfert géostationnaire.
Objectifs scientifiques
Les quatre instruments d'Integral permettent pour la première fois
d'observer simultanément dans le visible, dans le rayonnement X
et dans le rayonnement gamma les objets et les phénomènes les plus
énergétiques de l'Univers. Fort de cette expérience, la mission
MAX se veut complémentaire de celle d'Integral. Son principal objectif
est l'étude des supernovae de type Ia par la mesure des intensités,
décalages et formes de leur raies gamma nucléaires.
Supernovae de type Ia
Les supernovae de type Ia constituent la principale source de production
des éléments lourds et sont ainsi un maillon essentiel dans la compréhension
du cycle de la matière dans l'Univers et de l'évolution chimique
des galaxies. La grande brillance des SN Ia en a fait un outil privilégié
dans la mesure des distances extragalactiques et la détermination
de la géométrie de l'Univers : une fois compris et interprétés,
ces événements, puissamment radioactifs, seront une donnée clef
dans la détermination de la taille, de la géométrie et de l'âge
de l'univers.
Bandes spectrales
MAX permettra de focaliser simultanément deux larges bandes spectrales,
une première entre 800 et 900 keV, une deuxième entre 450 et 550
keV; la sensibilité requise, quelques 10-7, correspond à une amélioration
d'un facteur de 20 à 30 par rapport au spectromètre gamma d'Integral.
Avec sa résolution énergétique et angulaire (~15") sans précédent,
MAX sera idéalement adapté pour étudier la physique des SNIa.
Au-delà, son potentiel pour la spectroscopie gamma fine fait de
MAX un outil puissant pour l'observation des novæ, ainsi que des
objets compacts galactiques (novæ X, micro quasars, binaires X,
pulsars) et extragalactiques (Noyaux Actifs de Galaxies).
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