• Ingénierie: le satellite LISA Pathfinder de l'ESA a validé les technologies nécessaires pour le futur observatoire spatial d'ondes gravitationnelles eLISA!____¤201606

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «Sub-Femto-g Free Fall for Space-Based Gravitational Wave Observatories: LISA Pathfinder Results» ont été publiés dans la revue Physical Review Letters, indique que le satellite LISA Pathfinder, après seulement deux mois d'opérations scientifiques, a non seulement validé les technologies nécessaires pour le futur observatoire spatial d'ondes gravitationnelles eLISA, mais a également fait apparaître que les performances du démonstrateur de l'ESA sont cinq fois supérieures au cahier des charges et très proches de ce qui est requis pour eLISA, dont l'objectif est de faire de l'astronomie gravitationnelle depuis l'espace, en vue, par exemple de détecter les fusions de trous noirs supermassifs.


    Plus précisément, l'étude ici présentée a montré que les deux 'masses test' abrités par LISA Pathfinder (qui sont «des petits cubes d'or et de platine» non «liés mécaniquement au reste du satellite» mais flottant «dans des cavités distantes de 38 cm, entourés de l'instrumentation nécessaire pour mesurer leur position») peuvent «être conservés pratiquement immobiles l'un par rapport à l'autre, soumis seulement à la gravité et soustraits aux forces extérieures, dont celle du vent solaire». En fait, «le satellite protège les cubes des influences extérieures en ajustant constamment sa position grâce à un système ultra-précis de micro-fusées» de sorte que «les cubes restent centrés au cœur des cavités, en 'chute libre', et animés d'une orbite déterminée seulement par la gravité».

     

    De plus, «le système mesurant par laser la distance entre ces deux cubes est 100 fois plus performant que ce qui avait été atteint en laboratoire» puisqu'il peut «mesurer une distance à 30 femtomètres près (un dix-millième de la taille d'un atome)». Il permet ainsi «d'évaluer l'accélération résiduelle entre les deux masses, plus faible qu'un demi milliardième de millionième de la gravité terrestre».



    Ce succès met sur de bons rails l'observatoire spatial eLISA, qui «sera composé de trois satellites embarquant les technologies testées sur LISA Pathfinder, placés à plusieurs millions de kilomètres l'un de l'autre»: en pratique, «des faisceaux laser échangés entre les satellites mesureront en permanence la distance entre eux (ou plus exactement, entre les 'masses test' abritées par chacun) et détecteront la moindre variation de cette distance, signe du passage d'une onde gravitationnelle». eLISA sera ainsi capable de détecter des trous noirs supermassifs au cœur des galaxies, «qui en fusionnant émettent des ondes gravitationnelles de basse fréquence, noyées dans le bruit de fond sur Terre», mais, en raison de sa taille, «il ne sera que peu sensible aux objets plus 'petits' observés par Virgo et LIGO (paires d'étoiles à neutrons ou de trous noirs en coalescence)».

     

     

     


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