| Organisation | NASA |
|---|---|
| Constructeur | Goddard Space Flight Center |
| Programme | Explorer |
| Domaine | Cartographie dufond diffus cosmologique |
| Autres noms | Explorer 66 COBE Cosmic Background Explorer |
| Base de lancement | Vandenberg, SLC-2W |
| Lancement | 18 novembre 1989, 14:34UTC |
| Lanceur | Delta 5920-8 (Delta 189) |
| Fin de mission | |
| Identifiant COSPAR | 1989-089A |
| SATCAT | 20322 |
| Site | lambda.gsfc.nasa.gov/product/cobe |
| Masse au lancement | 2 206 kg |
|---|---|
| Contrôle d'attitude | Stabilisé par rotation à 1 tour par minute |
| Source d'énergie | Panneaux solaires |
| Puissance électrique | 750watts |
| Orbite | héliosynchrone |
|---|---|
| Périgée | 900,00 km |
| Apogée | 900,00 km |
| Période de révolution | 103,00 minutes |
| Inclinaison | 99,00° |
| DIRBE | Photomètre à infrarouge lointain |
|---|---|
| FIRAS | Spectrophotomètre de l'infrarouge lointain |
| DMR | Radiomètre différentiel micro-onde |
Cosmic Background Explorer (COBE) est unsatellite scientifique de laNASA lancé en 1989 pour procéder à l'étude dufond diffus cosmologique, lerayonnement électromagnétique issu de la phase dense et chaude de l'Univers primordial. Il est émis environ 380 000 ans après leBig Bang. Lemodèle standard de la cosmologie prédit que ce rayonnement doit présenter unspectre électromagnétique decorps noir et ce rayonnement ne doit pas être parfaitement uniforme, mais fonction de la direction d'observation. En 1989, ni la forme exacte de corps noir du fond diffus cosmologique, ni la présence de ces fluctuations de température ne sont détectées. La mission remplit ces deux objectifs, dont l'importance est reconnue en 2006 par l'attribution duprix Nobel de physique àJohn C. Mather etGeorge Fitzgerald Smoot III, responsables des deux instruments qui permettent les mesures (FIRAS etDMR respectivement).
Le satellite COBE est lancé le, depuis labase de lancement de Vandenberg, après un retard dû à l'accident de la navette spatiale Challenger, et placé sur uneorbite à 900 km d'altitude. À cette altitude, le satellite ne subit qu'une faible influence de la Terre et évite les éléments qui peuvent perturber ses mesures à une altitude plus élevée. Il est en rotation sur lui-même et effectue ainsi un tour par minute. Cette technique d'observation a pour but de permettre aux instruments du satellite d'observer l'ensemble des régions du ciel en un temps bref. La longue durée de vie du satellite permet l'observation répétée un grand nombre de fois de chaque région du ciel, et ce de façon à minimiser les problèmes liés à la non constance des performances des différents détecteurs.[réf. nécessaire]
Afin de mener à bien ses observations, il embarque trois instruments principaux :
DMR et FIRAS ont pour mission de tester leparadigme en vigueur à l'époque (et confirmé depuis), à savoir le fait que le fond diffus cosmologique est émis très tôt dans l'histoire de l'Univers, mais qu'à l'époque celui-ci montre déjà les germes de ce qui va devenir plusieurs centaines de millions d'années plus tard les premièresgalaxies. DIRBE a pour mission de détecter le rayonnement émis par ces premières galaxies dont très peu sont connues à l'époque.
Cet appareil est constitué d'un ensemble de troisradiomètres différentiels effectuant des mesures sur deslongueurs d'onde distinctes, 3,7 mm, 5,7 mm, 9,6 mm, ce qui correspond à desfréquences de 90, 53 et 31,4GHz respectivement. Un radiomètre est un instrument qui mesure les intensités relatives du rayonnement pour une longueur d'onde donnée. La raison de l'utilisation de mesures dans trois longueurs d'onde différentes tient au fait que, pour être certain que les différences de température observées proviennent effectivement de l'émission du fond diffus cosmologique et non de rayonnements d'avant-plan (lumière zodiacale,rayonnement synchrotron ourayonnement continu de freinage de laVoie lactée,effet Sunyaev-Zel'dovich, etc.), il faut que les différences d'intensité lumineuse dans chacune de ces longueurs d'onde satisfassent à certaines relations. Par exemple, un corps noir chaud émet plus qu'un corps noir froid quelle que soit la longueur d'onde observée. Si le DMR observe une région plus lumineuse qu'une autre à 3,7 mm de longueur d'onde, mais moins lumineuse à 5,7 mm, il est certain qu'une partie significative du rayonnement observé n'est pas due à une variation d'intensité du fond diffus cosmologique. L'utilisation d'un grand nombre de longueurs d'onde permet donc une certaine redondance de façon à éliminer au mieux toutartéfact lié à la présence de rayonnement d'avant-plan[1].
Cet appareil est essentiellement constitué d'unspectrophotomètre : il compare à l'aide d'uninterféromètre de Michelson lespectre durayonnement cosmologique reçu depuis une région du ciel de 7° avec celui d'uncorps noir de référence embarqué à bord du satellite. Le rayonnement est ensuite divisé en deux faisceaux que l'on fait interférer. Des figures d'interférences ainsi formées, on déduit finalement la nature du spectre du rayonnement paranalyse de Fourrier. Tout comme le précédent, cet instrument acquiert sa précision de par son analyse différentielle.
Cet appareil est unphotomètre àinfrarouge qui mesure l'intensité des rayonnements émis par les premières générations d'objets célestes. Il opère dans le domaineinfrarouge lointain.
Dès 1990, et seulement quelques minutes après la mise en service de l'instrument FIRAS, les observations de COBE permettent de confirmer la nature thermique du rayonnement cosmologique selon la loi ducorps noir deMax Planck avec une température de2,728 K. Du fait de la structure de l'instrument FIRAS, la précision du spectre de corps noir est meilleure que celle de sa température absolue (0,001 % contre 0,1 %). Ce résultat constitue une preuve extrêmement solide de la validité du modèle duBig Bang. Les résultats de l'expérience DMR se font attendre plus d'un an du fait, là encore, de la structure de l'instrument qui ne lui permet de donner la pleine mesure de ses capacités qu'après un très grand nombre d'observations redondantes de différentes régions du ciel. Les premiers résultats officiels sont annoncés le, et sont accueillis comme un événement majeur dans le domaine de l'astrophysique[2]. L'analyse détaillée des fluctuations de température du fond diffus cosmologique, considérablement améliorée depuis, permet la mesure précise de la plupart desparamètres cosmologiques et l'émergence de ce qui est aujourd'hui (2024) appelé lemodèle standard de la cosmologie.
Les opérations de l'instrument prennent fin le 23 décembre 1993. Les opérations d'ingénierie doivent se terminer en janvier 1994, après quoi l'exploitation du vaisseau spatial est transférée auWallops Flight Facility pour être utilisée comme satellite d'essai[3].
Deux membres de l'équipe du satellite COBE ont reçu leprix Nobel de physique en 2006 pour leur contribution aux résultats obtenus avec ce satellite :George Fitzgerald Smoot III etJohn C. Mather. Ce dernier, ainsi que l'ensemble de l'équipe du satellite, sont également récompensés par leprix Peter-Gruber de cosmologie la même année.
Expériences d'observation desanisotropies dufond diffus cosmologique | |
|---|---|
| Terrestre | |
| Ballons | |
| Spatiales | |
| Rayonnement gamma |
| ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Rayonnement X |
| ||||
| Ultraviolet |
| ||||
| Lumière visible | |||||
| Infrarouge | |||||
| Ondes millimétriques et submillimétriques | |||||
| Ondes radio (radiotélescopes) | |||||
| Autres types |
| ||||
| Projets |
| ||||
| Articles liés | |||||
| La première date est celle du lancement, la deuxième celle de la fin de la mission. ¹ Programme international. ² Projet. | |||||
|
| Lanceurs |
| ||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Programme spatial habité |
| ||||||||||||||||
| Satellites scientifiques |
| ||||||||||||||||
| Satellites d'application |
| ||||||||||||||||
| Satellites militaires |
| ||||||||||||||||
| Bases de lancement |
| ||||||||||||||||
| Établissements | |||||||||||||||||
| Programmes |
| ||||||||||||||||
| Articles liés | |||||||||||||||||
| La première date est celle du lancement du lancement (du premier lancement s'il y a plusieurs exemplaires). Lorsqu'elle existe la deuxième date indique la date de lancement du dernier exemplaire. Si d'autres exemplaires doivent lancés la deuxième date est remplacée par un -. Pour les engins spatiaux autres que les lanceurs les dates de fin de mission ne sont jamais fournies. | |||||||||||||||||
