Space Variable Objects Monitor

SVOM
Données générales
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
Identifiant COSPAR [1]
Site Site SVOM
Caractéristiques techniques
Masse au lancement 930 kg
Orbite
Orbite Orbite basse
Altitude 625 km
Période 90 min
Inclinaison 30°
Télescope
Type

Masque codé (ECLAIRs),
Concentrateur à galette de micro-canaux

(MXT),
Ritchey-Chrétien (VT)
Longueur d'onde Visible, proche infrarouge, rayons X, rayons gamma mous
Principaux instruments
ECLAIRs 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 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].

Principales caractéristiques des instruments [7]
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 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

  1. « Sursauts gamma, des messages venus du passé », sur SVOM, CEA/Irfu (Saclay) (consulté le 1er février 2018)
  2. a et b « Satellite SVOM », CNES (missions scientifiques) (consulté le 21 mai 2013)
  3. « Télescope ECLAIRs », sur SVOM, CEA / Irfu (Saclay) (consulté le 11 décembre 2016)
  4. « MXT (Microchannel X-ray Telescope) », sur SVOM, CEA / Irfu (Saclay) (consulté le 11 décembre 2016)
  5. « GRM (Gamma Ray burst Monitor) », sur SVOM, CEA / Irfu (Saclay) (consulté le 11 décembre 2016)
  6. « VT (Visible Telescope) », sur SVOM, CEA / Irfu (Saclay) (consulté le 11 décembre 2016)
  7. (en) B. Cordier, « The SVOM mission) »,
  8. « Le réseau d’alerte », sur SVOM, CEA / Irfu (Saclay) (consulté le 11 décembre 2016)
  9. « GFT (Ground Follow-up Telescope) », sur SVOM, CEA / Irfu (Saclay) (consulté le 11 décembre 2016)
  10. « GWAC (Ground-based Wide Angle Camera) », sur SVOM, CEA / Irfu (Saclay) (consulté le 11 décembre 2016)
  11. « Le satellite et la stratégie Sol/Espace », sur SVOM, CEA / Irfu (Saclay) (consulté le 11 décembre 2016)

Bibliographie

Voir aussi

Liens internes

Liens externes