Le CEA et Herschel
« Pierre angulaire » du programme d’exploration scientifique de l’Agence Spatiale Européenne (ESA), Herschel est le fruit d’une collaboration internationale, essentiellement européenne via l’ESA. La réalisation de certains détecteurs s’est néanmoins fait en partenariat avec la NASA (National Aeraunotics and Space Administration).
Les laboratoires français associés à la mission Herschel sont :
– pour l’instrument PACS : le CEA et le LAM (Laboratoire d’Astrophysique Spatiale)
– pour l’instrument SPIRE : le CEA, le LAM et l’IAS (Institut d’Astrophysique Spatiale, Orsay)
– pour l’instrument HIFI : Ecole normale de Paris, Le LERMA (Observatoire de Paris), l‘Observatoire de Bordeaux et le CESR à Toulouse
Le CEA est un partenaire incontournable dans la réalisation des deux instruments SPIRE et PACS.
Dans ces deux instruments, les plans focaux de bolomètres doivent fonctionner à 300 milli-degrés Kelvin. Une telle température ne peut être fournie par le cryostat d’Hélium embarqué sur le satellite et les deux instruments disposent donc chacun d’un cryo-réfrigérateur fourni par le Service des Basses Températures (SBT) du CEN-Grenoble.
Les matrices de bolomètres de l’instrument PACS sont réalisées par le Laboratoire InfraRouge du CEA-LETI du CEN-Grenoble.
La conception et la réalisation de l’ensemble de la voie d’imagerie de PACS (hormis l’optique) ont été effectuées par le DAPNIA/SAp. Il s’agit donc de deux plans focaux de 8 et 2 matrices pour les courtes et grandes longueurs d’ondes. Le DAPNIA/SAP a eu à sa charge la conception et la réalisation des sous-ensembles mécaniques qui permettent à ces plans focaux de fonctionner à la température de 300 milli-degrés Kelvin alors que le reste de l’instrument est à 2 degrés Kelvin. Il a également été responsable de toute l’électronique de commande et de télémesure associée. En un sens, la voie d’imagerie de PACS est un sous-ensemble quasiment autonome de l’instrument lui-même.
Pour SPIRE, le DAPNIA/SAp a conçu et réalisé l’ensemble de l’électronique de contrôle et de lecture des détecteurs, un des boîtiers d’électronique fondamentaux de l’instrument.
En parallèle de ces réalisations, le CEA est un partenaire majeur des ICC (Instrument Control Center ou Centre de contrôle de l’instrument). Ces structures, apparues avec Herschel et rassemblant des personnels des consortia, ont pour but d’accompagner les phases de conception, réalisation et exploitation des instruments. Elles doivent également collecter et organiser l’information qui permettra la meilleure exploitation de l’instrument. Pour cela, les ICC sont en charge de la caractérisation et de l’étalonnage des différentes versions des instruments (modèles de qualification, de vol et de rechange). Les ICC ont aussi la charge de développer l’ensemble des outils nécessaires à l’exploitation dont, point important, le système d’analyse interactive qui sera utilisé par tout observateur. Ceci permettra d’assurer un retour scientifique optimum des observations.
La participation à la conception et à la réalisation des instruments de la mission Herschel est rétribuée aux chercheurs du CEA sous la forme de temps d’observations garanti. Ses équipes ont investi selon les trois axes majeurs suivants (voir aussi la partie Science):
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Relevé des nuages de formation stellaire proches et étude des sites de formation d’étoiles massives.
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Propriétés du milieu interstellaire dans les galaxies proches ainsi que dans les galaxies naines peu évoluées chimiquement.
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Population de galaxies distantes dans l’infrarouge lointain et structuration de l’univers à grande échelle.