| Organisation | ASI,NIVR |
|---|---|
| Lancement | 30 avril 1996 |
| Désorbitage | 29 avril 2003 |
| Identifiant COSPAR | 1996-027A |
| Site | www.asdc.asi.it/bepposax |
| Masse au lancement | 1 400 kg |
|---|
| Altitude | 600 km |
|---|---|
| Période de révolution | 96 min |
| Type | 4 unités de 30 miroirscoaxiaux et cofocaux |
|---|---|
| Diamètre | 6,8 cm à 16,2 cm |
| Superficie | 150 cm² à 6 keV (MECS), 22 cm²à@ 0,25 keV (LECS) |
| Focale | 1,85 m |
| Longueur d'onde | Rayons X |
| MECS | 3 télescopes |
|---|---|
| LECS | 1 télescope |
| HPGSPC | Compteur proportionnel en collimation |
| PDS | 4 détecteurs de scintillation |
| WFC | 2 caméras |
BeppoSAX est unobservatoire spatial à rayonnement X développé par l'Agence spatiale italienne avec une participation importante desPays-Bas et lancé en 1996. Sa principale caractéristique est la largeur du spectre électromagnétique observé par ses instruments allant desrayons X mous (0,1 keV) jusqu'aurayons gamma300 keV. La mission de BeppoSAX s'est achevée le 2 mai 2002. Le télescope spatial fait progresser de manière importante notre compréhension du phénomène dessursauts gamma en identifiant pour la première fois les émissions dans le rayonnement X associées au phénomène. Le satellite BeppoSAX se désintègre le 29 avril 2003 à 22 h 06 TU dans l'atmosphère terrestre.
Au début des années 1980, un groupe de chercheurs dirigé parLivio Scarsi de l'Université de Rome enItalie commence à travailler sur un projet detélescope spatial destiné à l'étude desrayons X et baptiséSatellite per Astronomia X (Satellite pour l'astronomie X). Le projet est mené en collaboration avec lesagences spatialesitalienne (ASI) etnéerlandaise (NVIR). L'objectif principal est d'étudier le rayonnement X mais il est prévu également d'utiliser les boucliers anti-coïncidence pour détecter lessursauts gamma. Après 10 ans de développement entrecoupés de reports, le satellite est finalisé. Son coût final est de 350 millions dedollars américains. Il est baptisé BeppoSAX en l'honneur duphysicien italienGiuseppe « Beppo » Occhialini, grand acteur du développement de l'Agence spatiale européenne (ESA). SAX est l'acronyme deSatellite per Astronomia X.
Compte tenu de ses capacités à observer un spectre très large s'étendant des rayons X mous aux rayons gamma mous (0,1 keV) -300 keV) Beppo-SAX a pour objectif d'apporter des contributions significatives dans les domaines suivants[1] :
BeppoSAX est unsatellite haut de 3,6 mètres avec un diamètre d'environ 2,7 mètres lorsque lespanneaux solaires ne sont pas déployés. Il pèse 1 400 kg dont 480 kg pour lacharge utile. C'est un satellitestabilisé sur 3 axes. Son orientation doit tenir compte d'une contrainte d'éclairage de ses panneaux solaires qui sont fixes : les rayons solaires doivent frapper ceux-ci avec un angle d'incidence qui ne doit pas s'écarter de plus de 30° de la perpendiculaire (exceptionnellement 45 % pour des observations effectuées avec les caméras grand champ). L'énergie produite par les panneaux est de 800 watts dont 260 watts sont utilisés par les instruments. L'observatoire spatial comporte deux sous-ensembles : le module de service (ou plate-forme) qui occupe la partie inférieure et abrite les équipements de servitude ainsi que l'électronique des instruments scientifiques. La partie supérieure du satellite est occupée par les instruments scientifiques proprement dits ainsi que par lesviseurs d'étoiles. Le satellite circule sur uneorbite terrestre basse qui implique que la station terrestre n'est visible que brièvement. En conséquence les données scientifiques sont stockées à bord sur unebande magnétique d'une capacité de 450mégabits. Les données sont transmises à chaque passage en vue de la station terrestre avec un débit moyen de 60kilobits qui peut monter à 100 kilobits. Le système decontrôle d'attitude utilise des moteurs de contrôle d'orientation, desmagnétomètres redondants, des senseurs deSoleil et troisviseurs d'étoiles, 6gyroscopes dont 3 redondants, troismagnéto-coupleurs et 4roues de réactions. L'ensemble permet de maintenir le pointage avec une précision de 1minute d'arc et est capable de changer l'orientation du satellite pour viser une nouvelle cible à une vitesse de 10° par minute[1].
BeppoSAX emporte les 4 instruments scientifiques à champ étroit suivants[1] :
Les instruments à champ étroit constituent les instruments principaux de l'observatoire spatial et leur mise en œuvre est privilégiée par rapport aux instruments à large champ suivants[1] :
Le satellite est contrôlé depuis un centre opérationnel situé àRome en Italie. Le centre chargé de la planification des observations ainsi que du traitement et du stockage des données scientifiques est également situé à Rome. Les commandes dans le sens montant, les données télémétriques et les résultats scientifiques dans le sens descendant sont transmis au cours de sessions detélécommunications de 10 minutes lorsque le satellite survole lastation de Malindi que l'Agence spatiale italienne détient auKenya. La durée de vie programmée du satellite est de 2 à 4 ans et il est prévu d'effectuer de 1 000 à 2 000 observations distinctes d'une durée comprise entre 104 et 105 secondes. Le temps d'observation est réduit de moitié par les éclipses de Terre. Le temps d'observation est alloué sur la base d'appels à propositions qui sont soumis à un comité de sélection. Durant la première année, 80 % du temps d'observation est réservé aux scientifiques attachés à l'équipe scientifique italo-néerlandaise à l'origine du projet. Ce temps d'observation réservé passe à 60 % la deuxième année puis à 50 % les années suivantes[1].
BeppoSAX est lancé le 30 avril 1996 par un lanceurAtlas-Centaur et placé sur uneorbite terrestre basse de 96 minutes de période à une altitude de 600 km et avec uneinclinaison de 3,9°. Cette orbite permet, grâce à la protection duchamp magnétique terrestre de réduire le bruit de fond généré par lerayonnement cosmique ce qui constitue un avantage important pour les instruments à haute énergie HPGSPC et PDS[1].
BeppoSAX n'est pas destiné à l'observation des sursauts gamma mais ses caractéristiques vont permettre d'effectuer une percée décisive. Le satellite combine un détecteur gamma doté d'un largechamp de vue et untélescope à rayons X pouvant fournir la position des objets observés avec une grande précision. Plus crucial encore, la chaîne de transmission des alertes aux observatoires terrestres est optimisée et ceux-ci disposent de la position d'un sursaut gamma quelques heures après son apparition alors que ce délai se chiffrait en jours pour le réseau IPN (Interplanetary Network). Le 28 février 1997, les instruments de BeppoSAX détectent le sursaut gammaGRB 970228, puis observent quelques heures plus tard une nouvelle source de rayonnement X dont la position est fournie avec une précision de 50secondes d'arc. Pour la première fois une rémanence du phénomène est observée dans une autrelongueur d'onde. L'information est relayée aux observatoires terrestres et unecontrepartie optique (enlumière visible), qui disparaît moins d'une semaine plus tard, est découverte sur une photographie prise le même jour par letélescope William-Herschel implanté dans lesîles Canaries[2],[3],[4],[5].
La position deGRB 970228 est obtenue avec une précision d'une seconde d'arc ce qui permet autélescope spatial Hubble de découvrir à cet emplacement une tache floue bleuâtre que la plupart des spécialistes identifient comme une galaxie lointaine. Cette découverte semble confirmer l'origine extragalactique des sursauts gamma mais les opposants à cette théorie argumentent qu'il peut s'agir de la rémanence d'uneétoile à neutrons bien plus proche. Mais le 8 mai 1997, cette théorie est définitivement mise hors course à la suite de la détection par BeppoSax d'un nouveau sursaut gamma dont la contrepartie optique peut être observée par l'observatoire W. M. Keck, àHawaï, à l'époque le plus grand télescope du monde avec son miroir de 10 mètres de diamètre. Les astronomes obtiennent unspectre de la rémanence deGRB 970508 dans lequel ils identifient sans ambiguïté lesraies spectrales dufer et dumagnésium sous forme gazeuse. Celles-ci présentent undécalage vers le rouge de 0,83 qui permet d'en déduire la distance de leur source : GRB 970508 se situe à environ 6 milliards d'années-lumière. Un signal radio est également détecté en provenance du même site. Les astronomes déduisent de la forme du signal que sa source se déplace à une vitesse proche decelle de la lumière. Fin 1998, plus de 20 sursauts gamma sont localisés avec une précision de quelques minutes d'arc et pour six d'entre eux la distance est établie grâce à la mesure du décalage vers le rouge du rayonnement. Ces observations réfutent définitivement la théorie d'une source située dans laVoie lactée (notre galaxie) mettant fin à une polémique qui dure depuis une décennie[6].
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| La première date est celle du lancement, la deuxième celle de la fin de la mission. ¹ Programme international. ² Projet. | |||||
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