Dévoiler l’Univers obscur et froid
Unveil the dark and cold Universe
SPICA (SPace Infrared telescope for Cosmology and Astrophysics) est une mission destinée à l’étude de l’Univers froid, afin de mieux comprendre l’origine et l’évolution des galaxies, des étoiles et des planètes. Son lancement est prévu à la fin de la prochaine décennie. SPICA a été conçu pour être extrêmement sensible aux lumières du domaine infrarouge. Contrairement à la lumière visible, celles-ci ne sont pas arrêtées par les poussières cosmiques qui emplissent l’Univers. L’observation du rayonnement infrarouge dévoile donc littéralement des pans entiers de l’Univers qui nous sont cachés, nous permettant de voir au plus profond des galaxies, des nuages de formation stellaire et des systèmes où se forment les planètes.
SPICA a été présélectionné en 2018 par l’agence spatiale européenne (ESA) pour participer à la compétition finale qui verra en septembre 2021 le choix de la prochaine mission de taille moyenne de l’ESA (mission M5), dans le cadre du programme Cosmic Vision.
SPICA sera possible grâce à la combinaison de plusieurs innovations technologiques de pointe. Un élément clef sera le grand télescope de 2,5 mètres de diamètre refroidi à une température de seulement huit degrés au-dessus du zéro absolu afin de diminuer radicalement le niveau des rayonnements émis par le télescope lui-même.
Il sera doté de trois instruments focaux couvrant tout le domaine des longueurs d’onde infrarouges entre 12 et 350 micromètres :
- un imageur-spectromètre du domaine infrarouge moyen (12 à 35 micromètres), construit par un consortium japonais mené par l’Université de Nagoya sous l’égide de l’Institute of Space and Astronautical Science (ISAS)
- un spectromètre ultrasensible du domaine infrarouge lointain (35 à 210 micromètres), construit par un consortium Européen sous l’égide du SRON en Hollande
- un imageur polarimétrique compact, fourni par un consortium international sous la responsabilité du Département d'Astrophysique du CEA-Irfu en France
La combinaison du télescope cryogénique avec des détecteurs inédits fera de SPICA l’observatoire le plus performant jamais construit pour le domaine infrarouge lointain, avec un gain en sensibilité d’un facteur 100 par rapport à l’Observatoire Spatial Herschel, en service de 2009 à 2013. Grâce à cette sensibilité extrême, SPICA devrait révolutionner notre compréhension de la formation des étoiles, des planètes et des galaxies.
L’observatoire SPICA sera développé sous la maitrise d’ouvrage de l’Agence Spatiale Européenne (ESA) dans le cadre d’un partenariat avec l’Agence Spatiale Japonaise (JAXA).
Comme tous les observatoires de classe mondiale, au sol ou dans l’espace, SPICA pourra être utilisé par les astronomes du monde entier. Les programmes d’observation seront sélectionnés sur la base de leur mérite scientifique par des experts indépendants. Les proposants bénéficieront d’une exclusivité d’un an pour exploiter leurs observations. Au-delà de cette période, les données seront rendues publiques.
La France fait partie des pays fondateurs du projet SPICA. En partenariat avec le CNES, ses laboratoires (CEA, CNRS et Universités) contribueront à l’instrumentation de l’observatoire grâce à la maitrise et à la caractérisation de technologies clefs : cryoréfrigérateur et matrices de détecteurs sub- kelvin, systèmes électroniques de pilotage des matrices de détecteurs supraconducteurs. Ces réalisations seront développées sous la responsabilité du Département d'Astrophysique du CEA-Irfu (impliquant l’Irfu et le LETI/DOPT) et de l’INAC/SBT du CEA, du LAB (Bordeaux), de l’IRAP (Toulouse) et de l’IAS (Paris-Saclay). La France possède une très large communauté scientifique intéressée par SPICA, dotée d’une expertise unique dans ce domaine grâce aux missions spatiales Herschel, Planck, et au projet sous ballon stratosphérique PILOT. L’industrie spatiale française, avec les groupes Airbus et Thales, possède un savoir-faire unique pour la construction des grands télescopes d’astronomie spatiale. Elle est donc particulièrement bien placée pour remporter la maitrise d’œuvre du satellite et de son télescope lors des appels d’offre de l’ESA.
