Au plus près des étoiles : retour en images de l’envol du télescope PILOT

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Terre・Espace

Au plus près des étoiles : retour en images de l’envol du télescope PILOT

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© Sébastien Chastanet - OMP / IRAP / UT3 / CNES / CNRS.

Temps de vol : 33h40, altitude : 39 km, piste d’atterrissage : le désert australien. En prenant de la hauteur dans la stratosphère, le télescope PILOT gagne en sensibilité pour explorer les grains de poussières du milieu interstellaire. Prêt au décollage ?

Photographies de Sébastien Chastanet de l'Observatoire Midi-Pyrénées, Université Toulouse III - Paul Sabatier. Reportage fait à Alice Springs en Australie, le 16 avril 2017.

Comment s’affranchir des perturbations de l’atmosphère terrestre sans équiper un satellite ? Comment étudier l’ensemble du rayonnement des astres sans un vide spatial ? En permettant à un télescope de plus d’une tonne sous un ballon de plus de 800 000 mètres cubes de s’élever à près de 40 km d’altitude. Cette environnement raréfié en air permet, à moindre coût, de mesurer l’émission polarisée des grains de poussières présents entre les étoiles.

L’enjeu pour les chercheuses et chercheurs de l’Institut de recherche en astrophysique et planétologie de Toulouse (IRAP), au côté de nombreux partenaires internationaux est de cartographier la direction et l'intensité du champ magnétique de notre Galaxie. Grâce à PILOT, ils observent dans l’infrarouge lointain (à une longueur d’onde 240 micromètres), un domaine spectral dans lequel l’émission du ciel est totalement absorbée par l’atmosphère terrestre. Ce rayonnement est dominé par l’émission thermique de minuscules particules de poussières, qui sont intimement mélangées au gaz interstellaire. Par ce vol austral, ils ont réalisé des images du cœur de la voie lactée, avec lesquelles ils espèrent, notamment, expliquer le taux de formation d’étoiles extrêmement élevé de cette région.

L’instrument de cette expérience d’astrophysique PILOT se compose de :

VUE 3D de l'instrument

Si un lâcher de ballon stratosphérique est plus simple à mettre en œuvre qu’un lancement de satellite, il n’en reste pas moins une expérience délicate. Les conditions météorologiques doivent être au beau fixe. Chaque détail a son importance pour garantir à l’instrument un vol sécurisé pour l’équipement embarqué mais aussi pour les humains sur le tarmac. Retours en image sur le deuxième vol de PILOT.

Le troisième lancement du ballon PILOT a eu lieu le 24 septembre 2019 au matin depuis le tarmac de l'aéroport de Timmins (Ontario, Canada, 5h36, heure locale)

 

PILOT pour Polarized Instrument for Long wavelength Observation of the Tenuous interstellar medium est un projet international impliquant laboratoires et instituts français du CNRS comme l'IRAP et l'Institut d’astrophysique spatiale d’Orsay (IAS), des établissements comme le Commissariat d’énergie atomique (CEA) et le Centre nationale des études spatiales (CNES) et avec des participations étrangères (La Sapienza de l'Université de Rome -Italie-, l'Université de Cardiff -Pays de Galles-, l'Agence spatiale européenne).

 

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Le désert australien : expérimentation libre de toutes perturbations atmosphériques liées à l’activité humaine © Sébastien Chastanet - OMP / IRAP / UT3 / CNES / CNRS

 

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La nacelle de servitudes opérationnelles et la nacelle contenant le lest nécessaire au pilotage du ballon pendant le vol sur le tarmac d’Alice Springs lors des tests d’intégrations précédent le vol. © Sébastien Chastanet, OMP, Université Toulouse III - Paul Sabatier.

 

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Préparation de la chaine de vol juste avant le lancement. Mesures météorologiques : la vitesse et l’orientation du vent sont déterminants pour l’échec ou la réussite du vol stratosphérique, ces informations sont matérialisées par le « poisson pilote » (dirigeable jaune) pour ce qui est des premiers mètres d’altitude. © Sébastien Chastanet - OMP / IRAP / UT3 / CNES / CNRS

 

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Nuit et jour, aucun détail ne doit échapper à l’équipe à quelques jours du lancement. Des mois de préparation pour quelques heures de vol et de mesures. © Sébastien Chastanet - OMP / IRAP / UT3 / CNES / CNRS

 

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Le télescope est positionné sur la nacelle qui permet entre autres choses d’en contrôler l’orientation et les mouvements pendant le vol d’observations. Prêt à sortir ! © Sébastien Chastanet - OMP / IRAP / UT3 / CNES / CNRS

 

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L’astrophysique en pause : observation de la faune locale. © Sébastien Chastanet - OMP / IRAP / UT3 / CNES / CNRS

 

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La nacelle PILOT en préparation sur la base de lancement austral fait face à son objectif : mesure de l’émission polarisée des poussières entre les étoiles au cœur de la voie lactée. © Sébastien Chastanet - OMP / IRAP / UT3 / CNES / CNRS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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Le télescope PILOT pèse 1100 kg. C’est l’instrument le plus lourd soulevé par un ballon du CNES. L’équipe encadre son déplacement vers le tarmac © Sébastien Chastanet - OMP / IRAP / UT3 / CNES / CNRS

 

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Il faut plusieurs heures pour remplir le ballon de 800 000 mètre cube d’hélium. © Sébastien Chastanet - OMP / IRAP / UT3 / CNES / CNRS

 

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En place ! Le ballon stratosphérique en arrière-plan est prêt à être lâché pour le deuxième vol de la mission Pilot, le 16 avril. Après plus de 30 heures de vol, la nacelle atterrira le lendemain et sera récupérée intacte dans le désert australien. © Sébastien Chastanet - OMP / IRAP / UT3 / CNES / CNRS

 

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Finalisation de la préparation de l’instrument juste avant le décollage. Le cœur du cryostat vient d’être rempli d’hélium liquide nécessaire au refroidissement des détecteurs. © Sébastien Chastanet - OMP / IRAP / UT3 / CNES / CNRS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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Envol réussi ! Le décollage rapide rend difficile la prise de vue du ballon stratosphérique. Celui observée ici, est le ballon auxiliaire d’équilibrage de la nacelle © Sébastien Chastanet - OMP / IRAP / UT3 / CNES / CNRS