HERSCHEL, mission

Grâce à la mission d'astronomie spatiale Herschel (initialement nommée Far InfraRed and Submillimetre Telescope, ou First), la dernière fenêtre du spectre électromagnétique encore quasi vierge s'ouvre à nous. Avec son miroir primaire – le plus grand jamais construit pour l'astronomie spatiale (3,5 m de diamètre au lieu de 60 à 80 cm) – refroidi passivement, équipé d'instruments couvrant la totalité du domaine des ondes submillimétriques et de l'infrarouge lointain, de 55 à 671 micromètres (μm) de longueur d'onde – domaine en grande partie totalement inexploré jusqu'au lancement du satellite –, et ses capacités d'analyse spectrale très élevées entre 157 et 625 μm, cet engin spatial a en effet été conçu d'emblée comme un observatoire totalement différent des autres satellites d'observation dans l'infrarouge. Herschel est destiné à explorer l'Univers « froid », en grande partie inaccessible depuis le sol, et qui est principalement celui du milieu interstellaire, royaume de la formation des étoiles et des systèmes planétaires.

Le satellite et sa charge utile

Le satellite Herschel tire son nom du physicien William Herschel, qui découvrit en 1800 les « rayons calorifiques » (le terme infrarouge n'apparaîtra qu'à la fin du xix^e siècle). Il a été placé sur orbite par un lanceur Ariane-5 le 14 mai 2009, en même temps que le satellite Planck d'étude du rayonnement fossile cosmologique. Comme pour Planck, le maître d'œuvre est l'Agence spatiale européenne (E.S.A.) et le maître d'ouvrage Thales Alenia Space, avec la participation d'Astrium pour la charge utile. Astrium a en particulier réalisé le grand miroir primaire en carbure de silicium, qui constitue une première mondiale. Le télescope est le plus grand qui puisse entrer dans la coiffe d'Ariane-5 en un seul tenant. Le satellite est équipé d'un immense vase Dewar contenant initialement 2 367 litres d'hélium, quantité suffisante pour lui permettre de demeurer opérationnel environ 3,5 ans au point de Lagrange L₂, éloigné de 1,5 million de kilomètres de la Terre, dans la direction opposée au Soleil. La température du télescope, qui est refroidi passivement, descend à 85 K une fois en orbite. La masse totale du satellite au lancement était de 3,4 tonnes.

La charge utile de Herschel est composée de trois instruments : deux caméras bolométriques couvrant les domaines de longueurs d'onde λ s'étendant entre 55 et 210 μm (P.A.C.S. : Photodetector Array Camera and Spectrometer) et entre 194 et 671 μm (Spire : Spectral and Photometric Imaging Receiver), avec des capacités spectroscopiques moyennes (pouvoir résolvant λ / Δλ de l'ordre de 1 000) ; un récepteur hétérodyne monopixel (H.I.F.I. : Heterodyne Instrument for the Far Infrared) couvrant de 157 à 625 μm avec une résolution spectrale élevée (λ / Δλ entre un et dix millions).