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L'Usine Aéro

[DECRYPTAGE] Mais que va faire l'incroyable satellite Microscope ?

Hassan Meddah , , ,

Publié le , mis à jour le 26/04/2016 À 09H51

Microscope doit décoller depuis le centre spatial de Kourou en Guyane. Le satellite scientifique pourrait validier ou remettre en cause la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein. Chose rendue possible grâce à des capteurs qui effectueront des mesures 100 fois plus précis que celles réalisées sur terre.

[DECRYPTAGE] Mais que va faire l'incroyable satellite Microscope ? © Cnes

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On l'a vu et appris à l'école: dans un tube à vide, un kg de plomb et un kg de plumes tombent à la même vitesse. Mais dans quelle mesure cette règle de la chute libre est-elle une loi universelle?

Pour en avoir le cœur net, les scientifiques vont répéter ce type d'expérience dans l'espace... avec un autre niveau de complexité : elle fera intervenir un système de masses savamment combinées, à partir de cylindres en titane et en platine insérés les uns dans les autres, et parcourus par des courants électriques. L'ensemble tiendra dans le satellite Microscope (Microsatellite à trainée compensée pour l’observation du principe d’équivalence), en fait un véritable mini-laboratoire en orbite, d'une masse de 300 kg.

Le satellite Microscope a été lancé par une fusée Soyouz depuis Kourou en Guyane le lundi 25 avril à 23h02 de Kourou (21H02 GMT).

 


Live : lancement du satellite Microscope en Guyane par CNES

 

A 700 Km d'altitude, le satellite sera moins soumis à la gravité terrestre et ses mesures pourront atteindre une précision 100 fois supérieures à celles réalisées sur Terre. Les scientifiques espèrent ainsi prendre en défaut le principe d'équivalence entre gravitation et accélération inscrit dans la théorie de la relativité générale établie par Einstein.

Dans le cadre de ses programmes en physique fondamentale, le Cnes est le maître d’œuvre du satellite. Il s'est appuyé sur le savoir-faire de l'Onera, institut en recherche spatiale et aéronautique qui a conçu les accéléromètres ultra-précis capable de détecter des différences d'accélération, avec un degré de précision de l’ordre de la 15ème décimale. L'agence spatiale européenne (Esa) a été en charge de la conception des micro-propulseurs du satellite.

Ses concepteurs n'hésitent pas à qualifier Microscope de satellite scientifique quasi parfait. Ses performances parlent pour lui:

 

  • des accélérations infimes, mesurée au milliardième de millionième près

A quoi correspond ce type de précision mesurée avec quinze chiffres après la virgule ? Si un piéton à l'arrêt avait une telle variation de vitesse, soit quasi nulle, il atteindrait la vitesse de 5 km/h après avoir parcouru ... 2,5 millions de fois le tour de la Terre.

Voici une autre façon d'appréhender cette précision: les instruments de Microscope sont capables en théorie de mesurer la variation de masse d'un navire supertanker de 500 000 tonnes, quand une mouche s'y pose.

 

  • une chute de libre de 210 heures!

Le satellite est l'objet idéal pour étudier la chute libre car il est lui même en chute libre quasi permanente vers la Terre. Les mesures pourront être réalisées sur des chutes libres qui durent jusqu'à 210 heures, soit l'équivalent de 140 orbites d'une durée d'une heure et demi. Sur Terre, les installations dédiées à ce type d'expérimentation sont rares et loin d'être aussi performantes: la tour de chute libre du ZARM (centre allemand des applications de la microgravité) installée à Brême en Allemagne, avec une hauteur de 110 mètres, permet d'étudier des chutes libres d'une durée inférieure à… 5 secondes.

 

  • un satellite à 700 Km d'altitude.

Sur Terre, les expérimentations peuvent être sujettes à la moindre perturbations gravitationnelles: la présence d'un individu, la tombée de la pluie, des secousses sismiques imperceptibles, la position relative entre la Terre et la Lune... Rien de tel que l'espace pour s'en affranchir. Pourquoi 700 kilomètres ? D'une part, le vide spatial est tel que les collisions avec les particules spatiales et le satellite pourront être compensées par des réglage fins de positionnement. D'autre part, Microscope restera suffisamment proche de la Terre pour ressentir sa force gravitationnelle.

 

  • des micro-propulseurs capables de poussées en millionième de Newton

Pour prendre les mesures les plus précises possibles, le satellite doit être capable de réaliser dans l'espace des mouvements infimes afin de contrebalancer les frottements de traînée avec les particules résiduelles encore présentes à cette altitude et le bombardement permanent des photons issus du rayonnement cosmique. Pour cela, il est équipé de petits moteurs à gaz froid ultra agiles pour opérer des mouvements de rotation et de translation. Il faut allumer près d'une cinquantaine d'entre eux pour...être capable de soulever une feuille A4!

 

  • Un coût de 130 millions d'euros

Le Cnes est le principal financeur de cette mission avec une participation supérieure à 100 millions d'euros. L'Onera et l'Esa ont contribué chacun à hauteur environ de 5 ou 6 millions. Le DLR allemand a également participé au financement de cette mission qui aura mobilisé environ 300 personnes pendant 15 ans.  

Hassan Meddah

 

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1 commentaire

Nom profil

22/04/2016 - 08h01 -

J'ai du mal à suivre ...
L'expérience a pour but de tester l'équivalence entre gravitation et accélération inscrit dans la théorie de la relativité générale établie par Einstein en se basant sur des mesures au zillionième à bord d'un satellite léger dont ils prétendent pouvoir corriger les variations d'accélération avec une précision supérieure ... c'est bien ça ?
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