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SVOM doit permettre la détection de 100 [[sursauts gamma]] par an tout en observant l'émission rémanente associée en [[lumière visible]] et [[infrarouge]]. Les informations recueillies dont les localisations précises doivent être rapidement transmises aux observatoires au sol pour des observations complémentaires. |
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== Caractéristiques techniques du satellite == |
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Version du 31 août 2018 à 10:59
Pour les articles homonymes, voir Swift.
| Organisation | CNES, CNSA |
|---|---|
| Domaine | Observation des sursauts gamma |
| Statut | Développement |
| Autres noms | Space Variable Objects Monitor |
| Lancement | vers 2021 |
| Lanceur | Longue Marche 2C |
| Durée | 3 ans |
| Site | Site CEA dédié à SVOM |
| Masse au lancement | 930 kg |
|---|
| Orbite | Orbite basse |
|---|---|
| Altitude | 625 km |
| Période de révolution | 90 min |
| Inclinaison | 30° |
| Type |
Masque codé (ECLAIR), Ritchey-Chrétien (VT) |
|---|---|
| Longueur d'onde | Visible, proche infrarouge, rayons X, rayons gamma mous |
| Eclair | Télescope gamma |
|---|---|
| GRM | Moniteur gamma |
| MXT | Télescope rayons X |
| VT | Télescope lumière visible |
SVOM (acronyme de Space-based multi-band astronomical Variable Objects Monitor[1]) ou est un projet d'observatoire spatial gamma et X franco-chinois qui a pour objectif de détecter les sursauts gamma et d'en déterminer les caractéristiques. Son lancement est prévu en 2021.
Contexte
Le projet SVOM a pris la suite du projet ECLAIRs abandonné par l'agence spatiale française, le CNES, dont il reprend l'instrument principal. L'agence spatiale chinoise, le CNSA, fournit la plateforme et deux des instruments de SVOM. Le CNES fournit deux autres instruments dont l'instrument principal ECLAIRs.
Objectifs
SVOM doit permettre la détection de 100 sursauts gamma par an tout en observant l'émission rémanente associée en lumière visible et infrarouge. Les informations recueillies dont les localisations précises doivent être rapidement transmises aux observatoires au sol pour des observations complémentaires.
Caractéristiques techniques du satellite
SVOM est un satellite d'environ 900 kg de forme parallélépipédique (1 × 1 × 2 m.).
Instrumentation scientifique
Le satellite dispose d'une instrumentation couvrant à la fois le spectre gamma, X, visible et proche infrarouge[2].
Télescope rayons X et gamma mou ECLAIRs
ECLAIRs est l'instrument principal de SVOM : il s'agit d'un télescope gamma à masque codé grand champ (2 stéradian) observant le rayonnement X et gamma mou (énergie comprise entre 4 et 150 keV). Il est utilisé pour détecter et effectuer une première localisation des sursauts gamma. Le télescope est une contribution française développée par les laboratoires de recherche IRAP, IRFU et APC[3].
Télescope à rayons X MXT
MXT (Microchanel X-Ray Telescope) est un télescope à rayons X à champ étroit (1,1 x 1,1°) fourni par le CNES. Il est mis en œuvre après la détection du sursaut gamma par ECLAIRs pour déterminer de manière plus précise la position du sursaut gamma en observant le début de l'émission rémanente. Il permet d'observer les rayons X mous (0,3 keV à 10 keV). Sur le plan technique, la partie optique utilise pour la première fois dans le monde la technique des micro-canaux pour faire converger le rayonnement X sur le détecteur. La résolution spatiale permise par le CCD est inférieure à la minute d'arc (jusqu'à 20 secondes d'arc pour les sursauts les plus brillants) et la résolution énergétique est de 75 eV lorsque le rayonnement incident est de 1,5 keV. MXT est développé par l'IRFU en collaboration avec l'Université de Leicester (Royaume-Uni) et l'Institut Max-Planck de physique extraterrestre à Garching (Allemagne)[4].
Détecteur gamma GRM
GRM (Gamma Ray Burst Monitor) est un détecteur gamma fourni par la Chine pouvant mesurer la courbe de lumière et le spectre des rayons X durs et des rayons gamma de basse énergie (30 keV à 5 MeV). L'instrument comprend 3 détecteurs ayant chacun un champ de vue de 2,6 stéradian. Ils sont disposés de manière à ce que leur champ d'observation se recoupent(inclinaison de 30° par rapport à l'axe du satellite et espacement entre eux de 120°) de manière à permettre par triangulation une localisation grossière de la source (15°x 15°). Chaque détecteur est constitué d'un cristal d'iodure de sodium fixé sur un tube photomultiplicateur[5].
Télescope optique VT
VT (Visible Telescope) est un télescope optique de type Ritchey-Chrétien de 40 cm d'ouverture et à champ étroit (26 x 26 arc minutes) qui doit observer la source gamma dans le visible (400 - 650 nm) et en proche infrarouge (650 - 950 nm). Deux CCD de 2048 x 2048 situés au plan focal fournissent l'un une image dans le bleu (450 à 650nm) l'autre dans le proche infrarouge (650 à 1000 nm). Le télescope permet d'observer des étoiles de magnitude apparente de 22,5 avec un temps de pose de 300 secondes. À partir d'une position approchée fournie par l'instrument MXT, il détermine la position de la source gamma avec une précision de quelques secondes d'arc. Le télescope est fourni par l'Observatoire Astronomique National de la Chine[6].
| Instrument | ECLAIR | MXT | VT | GRM |
|---|---|---|---|---|
| Type | Masque codé | micro-canaux | Ritchey-Chrétien | Détecteur à scintillation |
| Fournisseur | France | France / Royaume-Uni | Chine | Chine |
| Spectre (énergie ou longueur d'onde) | X & gamma mou (4 keV -150 keV) | Rayons X (0,2-10 keV) | Infrarouge proche/Visible (400 nm - 1000 nm ) |
Gamma (50 keV à 5 MeV) |
| Champ optique | 2 stéradians | 23,6 x 23,6 minutes d'arc | 1° | 3 x 2 stéradians |
| Précision localisation | 16 minutes d'arc (4 pour les sources brillantes) |
< 1 minute d'arc (20 secondes d'arc pour les sources brillantes) |
2 secondes d'arc | 15° |
| PSF | ? | ? | ? | - |
| Type détecteur | CdTe | CCD | CCD | NaI |
| Nbre éléments détecteur | 6400 éléments | 256 x 256 pixels | 2 x 2048 x 2048 pixels | 3 |
| Sensibilité | ? | ? | magnitude 22,5 sans filtre (temps d'exposition de 300 secondes) |
? |
| Autre caractéristique | Surface du détecteur : 1 024 cm2 Élément détecteur : 4 mm x 4 mm x 1 mm Prévision sursauts détectés : ~80 /an |
Prévision sursauts détectés : ~70 /an | ouverture : 40 cm Prévision sursauts détectés : ~60 /an |
Prévision sursauts détectés : ~110 /an |
| Masse | 87 kg | 35 kg |
Segment terrestre
Pour effectuer une étude détaillée du sursaut gamma, son observation se poursuit au sol. La durée de la phase la plus lumineuse du sursaut est courte aussi lorsqu'elle est détectée ses coordonnées sont immédiatement transmises à des observatoires au sol pour permettre de compléter les informations recueillies avec celles d'observatoires terrestres plus puissants. La transmission s'effectue grâce à un réseau d'une quarantaine d'antennes réceptrices VHF implantées de manière à assurer une couverture complète de la zone intertropicale que le satellite placé sur une orbite basse survole. Les données sont transmises à une cellule créée pour la circonstance à Saclay, le FSC (French Science Center)[8].
Après un premier traitement par le FSC, ces données sont transmises à deux télescopes fonctionnant de manière automatique les GFT (Ground Follow-up Telescope). Pour répondre aux besoins de la mission deux télescopes de ce type, ayant une ouverture d'au moins 1 mètre et couvrant le spectre visible et l'infrarouge proche, doivent être implantés respectivement à San Pedro Martin (Mexique) au titre de la participation française et à l'observatoire de Xinglong (Chine) au titre de la participation chinoise. Ces télescopes doivent fournir la position du sursaut gamma avec une précision d'environ 1 seconde d'arc et l'évolution du spectre. Les données collectées sont transmises au GFC qui envoie alors un message d'alerte aux grands observatoires terrestres comme les télescopes optiques NTT et le VLT et le radiotélescope ALMA[9].
Ce réseau est complété par un ensemble de caméras baptisé GWAC (Ground-based Wide Angle Camera) constitué par 9 montures (4 caméras par monture) assurant une couverture globale de 5000 degrés² (la moitié du champ de Eclairs). Chaque caméra a une optique de 180 mm de diamètre, observe les émissions lumineuses dans le visible (entre 500 et 850 nm) et capte les images à l'aide d'un CCD disposant de 4096 x 4096 pixels. L'objectif de ces caméras qui enregistrent en permanence est d'observer le ciel avant l'apparition du sursaut gamma pour identifier éventuellement des événements précurseurs. Ces caméras seront installées sur deux sites accompagnées d'un télescope de 60 cm et de plusieurs télescopes de 30 cm : un sous-ensemble de 18 caméras sera installé au CTIO au Chili et le deuxième sous-ensemble à l'observatoire ALI à l'ouest du Tibet[10].
Déroulement de la mission
Le lancement est effectué par une fusée chinoise Longue Marche 2C depuis la base de lancement de Xichang. SVOM doit circuler sur une orbite basse terrestre de 625 km à faible inclinaison (30°) pour éviter les perturbations des régions polaires. L'orientation du satellite et son orbite sont conçus pour que celui-ci pointe ses instruments à l'opposé du Soleil afin de permettre aux observatoires terrestres de pouvoir prendre immédiatement le relais car les détections se font ainsi du côté nuit de la planète. En contrepartie durant la moitié de l'orbite qui dure 90 minutes, les instruments ne peuvent pas fonctionner car la Terre s'interpose. La stratégie de pointage retenue doit permettre que les grands observatoires terrestres soient en mesure d'effectuer des observations dans 75 à 80 % des cas. Lorsqu'il détecte un sursaut gamma, le satellite a la capacité de modifier en quelques minutes son orientation pour compléter l'étude de la source avec ses instruments fonctionnant dans le spectre des rayons X, infrarouge et visible. La durée de la mission est de 3 ans avec une extension possible de 2 ans[2],[11].
Notes et références
- « Sursauts gamma, des messages venus du passé », sur SVOM, CEA/Irfu (Saclay) (consulté le )
- « Satellite SVOM », CNES (missions scientifiques) (consulté le )
- « Télescope ECLAIRs », sur SVOM, CEA / Irfu (Saclay) (consulté le )
- « MXT (Microchannel X-ray Telescope) », sur SVOM, CEA / Irfu (Saclay) (consulté le )
- « GRM (Gamma Ray burst Monitor) », sur SVOM, CEA / Irfu (Saclay) (consulté le )
- « VT (Visible Telescope) », sur SVOM, CEA / Irfu (Saclay) (consulté le )
- (en) B. Cordier, « The SVOM mission) »,
- « Le réseau d’alerte », sur SVOM, CEA / Irfu (Saclay) (consulté le )
- « GFT (Ground Follow-up Telescope) », sur SVOM, CEA / Irfu (Saclay) (consulté le )
- « GWAC (Ground-based Wide Angle Camera) », sur SVOM, CEA / Irfu (Saclay) (consulté le )
- « Le satellite et la stratégie Sol/Espace », sur SVOM, CEA / Irfu (Saclay) (consulté le )
Bibliographie
- (en) B. Cordier et al., « The SVOM gamma - ray burst mission », Proceedings of Science, , p. 1-13 (lire en ligne)
- (en) Stéphane Schanne, Bertrand Cordier et al. « The ECLAIRs GRB-trigger telescope on-board the future mission SVOM » (2-5 December 2014) (Bibcode 2015arXiv150805851S, lire en ligne) [PDF]
—Swift: 10 Years of Discovery
