24 heures de vol...
Lâché dimanche soir vers 21 h et après 24 heures de collecte de données, la fin du vol PILOT a été commandée depuis la station de Timmins. La nacelle scientifique ainsi que l'enveloppe sont retombées en forêt à environ 300 km au nord-est de la base de lâcher. Ce vol, parfaitement réussi, récompense le travail des équipes scientifiques et opérationnelles.
La mission complète de l’instrument PILOT est prévue en trois volets, chacun d’entre eux permettant de recueillir des données d’une direction particulière de la galaxie. Deux autres vols (Australie et Suède) devraient, d’ici 2018, compléter la moisson de données réalisées par PILOT lors de ce 1er vol.
Ballon principal du vol PILOT. Crédits CNES E. GRIMAULT 2015.
Caractéristiques de l’aérostat
- Volume du ballon principal : 800 000 m3
- Volume du ballon auxiliaire : 1 200 m3
- Masse de la nacelle PILOT : 1 060 kg
- Masse de la charge totale sous le crochet du ballon : 1 700 kg
La Mission de PILOT
Les progrès de la Cosmologie (étude de la structure, de l'origine et de l'évolution de l'Univers) résultent de la contribution de multiples équipes scientifiques d’astrophysiciens sur la planète, chacune apportant sa pierre à l'édifice d'une des questions fondamentales de l'Humanité : connaître les 1ers instants de la création de l’Univers...
Ce dernier étant en expansion, tout événement ancien le concernant requiert des observations à de très longues distances. Or, plus longue est la distance d’observation, plus le nombre de
« polluants » de la mesure d’intérêt est grand.
L’une des missions du télescope de PILOT (Polarized Instrument for Long wavelength Observation of the Tenuous interstellar medium) sera de mesurer l'émission polarisée (et son intensité) des grains poussières du milieu interstellaire (« matière » qui remplit l'espace entre les étoiles) de notre galaxie. Cette mesure est essentielle car elle permettra ensuite de soustraire la contribution de ces grains de poussière (faisant partie des « polluants ») de la mesure globale, et, pour ainsi dire, de la « nettoyer ».
Arrivée de PILOT sur le lieu de lâcher. Crédits : CNES
On lira avec profit l’article « Planck révèle l’écran de poussière polarisée devant le fond diffus cosmologique(*) » qui éclaire sur ce phénomène.
(*) On trouve dans les publications spécialisées 2 terminologies couvrant la même notion de « vestige du Big-Bang » : le rayonnement fossile micro-onde, aussi appelé fond diffus cosmologique.
L'instrument, coeur des mesures
L'instrument de PILOT est un télescope constitué :
- d'un miroir principal d'un mètre de diamètre qui recueille le signal d’observation (des rayonnements) en provenance de la zone de visée ..., apuré des phénomènes parasites environnants grâce à la présence d’un baffle
- d’un photomètre, cœur de l’instrument, incluant :
- une zone de réception du signal concentré par le miroir, constitué de 2048 bolomètres, petites unités très sensibles aux rayonnements et qui fonctionnement à de très basses températures (ici, 0,3 Kelvin, soit -272.85 °C ). L’énergie reçue par le bolomètre conduit à son échauffement qui modifie sa résistance. Cette résistance, transformée en potentiel électrique donne la mesure attendue
- un cryostat, chargé d’assurer la bonne température des bolomètres
- d’unités électroniques de gestion de l’instrument
Instrument PILOT 2D et 3D. Crédits : IRAP.
La nacelle, structure d'emport
Pour être à même d’effectuer un vol sous ballon, l’instrument PILOT a été enchâssé dans une nacelle dédiée, réalisée par le CNES, offrant à la fois la robustesse aux contraintes du vol (et, notamment de l’atterrissage ...) tout en conservant une structure légère (la masse est l’ennemi du monde de l’aérostation).
Conçue sous forme de deux murs parallèle en treillis de barres et de boules d’aluminium, la nacelle offre un couloir central permettant d’accueillir l’instrument.
Indispensable pour les besoins de la mission, la nacelle permet de connaître sa position dans l'espace et de pointer dans une direction donnée avec une très grande précision. Nous parlons donc ici d’une nacelle « pointée » ; les récents travaux menés au CNES sur la qualité et les performances de pointage permettent d’offrir la précision requise pour PILOT.
Développé en parallèle des travaux sur la nacelle PILOT, un senseur stellaire diurne, ESTADIUS permet de repérer la position de la nacelle par rapport à un catalogue d'étoiles, de nuit mais également de jour ; la précision de la mesure est de l’ordre de 1 arcsec (1/3 600 de degré).
Nacelle PILOT en barres et boules d'aluminium. Crédits : CNES.
Les partenaires de PILOT : de la conception au développement
Projet international, plusieurs équipes de recherche et d’ingénierie européennes ont contribué à la conception puis à la réalisation de la nacelle PILOT : côté français, des laboratoires du CNRS, des établissements/agence publics (CEA et CNES) ; la participation étrangère est Italienne et Galloise mais plus largement européenne avec l'implication de l'ESA :
- Le CNES a assuré la maîtrise d'ouvrage, la coordination système et le développement de la nacelle pointée, incluant le senseur stellaire Estadius
- L'IRAP (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie ) a défini le besoin scientifique et assuré la maîtrise d'œuvre de l'instrument scientifique ; l'exploitation des données résultant du vol sera également coordonnée par l'IRAP
- L'IAS (Institut d'Astrophysique Spatiale d'Orsay) a assuré la maîtrise d'œuvre du photomètre
- Le CEA (Commissariat à l'Energie Atomique ) a fourni le plan de détection (bolomètres)
- L'Université de Cardiff a fourni une partie des composants optiques
- L'Université de Rome a développé principalement le cryostat permettant la tenue en froid des détecteurs
Equipe PILOT dans le hall d'intégration de Timmins. Crédits : CNES/E. Grimault.
Responsable scientifique de PILOT : Jean-Philippe Bernard (IRAP).
Chef de projet PILOT : Muriel Saccoccio (CNES).
Responsable de la nacelle : Nicolas Bray (CNES).
Responsable du programme PILOT (astronomie) : Olivier La Marle (CNES).
Diaporama cliquable (Crédits : CNES/E. Grimault).
