C'est l'heure du bilan pour le télescope spatial Herschel qui vient de finir sa mission scientifique. L’innovation technologique de cet instrument original a déjà conduit au succès des 35.000 observations réalisées. Et des découvertes sont encore à venir dans les résultats récoltés.

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    Avancées technologiques et résultats scientifiques significatifs sont ce qui caractérise le mieux le télescopetélescope spatial Herschel de l'Agence spatiale européenneAgence spatiale européenne (Esa), qui vient de cesser ses activités. Lancé en mai 2009, il a fonctionné près de quatre ans, jusqu'à l'épuisement de sa réserve de liquideliquide de refroidissement. Car Herschel est un observatoire du froid. Il s'agissait du premier satellite à couvrir le spectrespectre entre 55 et 672 µm, donc l'infrarougeinfrarouge lointain et les rayonnements submillimétriques. Cette gamme permet de détecter des objets irradiant à des températures entre 5 et 50 kelvinskelvins (K), soit entre -268 et -223 °C. Et le moins que l'on puisse dire, c'est qu'il l'a bien fait.

    En effet, les utilisateurs d'Herschel sont unanimes pour reconnaître l'intérêt du retour scientifique de sa mission. Avec quelque 600 programmes d'observation, totalisant 35.000 observations scientifiques, la mission Herschel laisse en héritage des archives qui pourraient apporter davantage de découvertes que les astronomesastronomes en ont faites pendant la duréedurée d'exploitation de la mission.

    En un clin d'œil, les différentes étapes de la construction du miroir primaire d'Herschel. © P. Dumas, Esa

    En un clin d'œil, les différentes étapes de la construction du miroir primaire d'Herschel. © P. Dumas, Esa

    Herschel et son miroir primaire de 3,5 mètres

    Un tel bilan scientifique n'aurait pas été possible sans quelques sauts technologiques. Présenté comme l'un des plus complexes jamais réalisés en Europe, cet observatoire spatial a été construit par Thales Alenia Space. On retiendra surtout qu'il était doté du miroirmiroir primaire le plus grand jamais construit pour un satellite, et qu'il embarquait un cryostat suffisamment volumineux pour maintenir les instruments du satellite à la plus basse température possible.

    À l'époque, le gigantesque miroir primaire de 3,5 m est évidemment la pièce maîtresse du télescope spatial. À titre de comparaison, celui d'Hubble a une taille de « seulement » 2,4 m de diamètre. Il sera dépassé par les 6,5 m de celui du télescope spatial James Webb qui doit succéder à Hubble, mais ce miroir sera déployable, alors que celui d'Herschel était d'un seul tenant.

    Construit par Astrium Toulouse en coopération avec Boostec, le miroir d'Herschel est fait de carbure de siliciumcarbure de silicium. La maîtrise de cette technologie a permis de limiter son poids à seulement 350 kgkg, contre trois fois plus pour celui d'Hubble par exemple.

    Préparation du satellite Herschel à des essais thermiques sous vide et des tests de ses sous-systèmes à l'Estec, le centre technique de l'Esa, en septembre 2005. © Esa

    Préparation du satellite Herschel à des essais thermiques sous vide et des tests de ses sous-systèmes à l'Estec, le centre technique de l'Esa, en septembre 2005. © Esa

    Herschel, le seul télescope spatial à viser l'infrarouge lointain

    Quant à son cryostat, il marquait une rupture à l'époque, dans le sens où il était conçu pour fonctionner quatre ans. Le modèle s'inspirait de celui d'Iso, mais le surpassait : ce télescope spatial précédant Herschel n'avait fonctionné que 28 mois entre 1995 et 1998, et sur une orbiteorbite très différente de celle d'Herschel. Résultat pour Herschel, un réservoir large et haut de trois mètres, au cryostat identique dans son principe à celui d'Iso. L'autre différence étant que le télescope d'Iso avait pu être entièrement logé à l'intérieur du cryostat, grâce à la taille de son miroir (70 cm de diamètre seulement). Ce qui n'est pas le cas avec le miroir de 3,5 m d'Herschel, qui est situé à l'extérieur et face au cryostat.

    De nombreuses contraintes ont également ponctué le développement d'Herschel. On citera par exemple celles imposées par les panneaux solaires. Beaucoup plus grands et chauds que ceux d'Iso, leur mise au point a posé quelques problèmes liés à cette température élevée (jusqu'à 130 °C), notamment au niveau de la tenue mécanique du satellite et des cellules solaires. Comme chez Iso, ces panneaux solaires jouent le rôle de pare-soleilsoleil.

    S'il n'existe pas de successeur d'Herschel dans la même gamme de longueurs d'ondelongueurs d'onde, ce vide serait partiellement comblé par James Webb. Ce successeur du télescope Hubble fonctionnera dans l'ultravioletultraviolet, le visible et le proche infrarouge, alors qu'Herschel visait l'infrarouge lointain. Néanmoins, leurs sujets scientifiques seront assez proches.