Mikhaïl Lomonossov
Observatoire spatial

Maquette du satellite.

Données générales

Organisation	Université d'État de Moscou
Domaine	Sursauts gamma etrayons cosmiques
Statut	opérationnel
Autres noms	MVL-300, Mikhaïl Vassilevitch Lomonossov 300
Lancement	28 avril 2016
Lanceur	Soyouz-1
Durée de vie	3 ans
Identifiant COSPAR	2016-026A
Site	http://lomonosov.sinp.msu.ru/en/

Caractéristiques techniques

Masse au lancement	450 kg

Orbite

Orbite	Orbite héliosynchrone
Altitude	550 km

Principaux instruments

TUS	Télescope ultraviolet
BDRG	Détecteurs rayons gamma
ShOK	Caméras grand angle

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Mikhaïl Lomonossov ouMVL-300 (MikhaïlVassilevitchLomonossov 300) est unobservatoire spatialrusse développé par l'Université d'État de Moscou et placé sur orbite le28 avril 2016. La mission du satellite est de collecter des données sur les différents types de rayonnement frappant l'atmosphère terrestre :rayons cosmiques d'origine galactique, extra galactique ou solaire,rayons gamma produits notamment par lessursauts gamma, particules en provenance desceintures de radiation terrestres et rayonnement généré par des processus internes de l'atmosphère terrestre. Le micro satellite d'une masse d'environ 450 kg et qui doit circuler sur uneorbite héliosynchrone emporte 6 instruments scientifiques. L'instrument principal TUS est un détecteur optique qui observe les phénomènes defluorescence produits par les rayons cosmiques à très haute énergie (> 10¹⁹ eV) et permet de déduire leur spectre énergétique, leur composition (proton,noyau atomique lourd...) et leur direction d'arrivée.

L'Université d'État de Moscou commence à développer dans les années 2000 un nouveau satellite sur les rayonnements à haute énergie en se fixant comme objectif une mise en orbite en 2011. Cette date coïncide avec le300^e anniversaire de la naissance deMikhaïl Lomonossov fondateur de l'université. Le nouveau satellite est baptisé en l'honneur de ce grand scientifique russe qui s'est, entre autres, intéressé aux phénomènes liés à l'électricité atmosphériques et à la luminescence atmosphérique. Le satellite est beaucoup plus complexe que les réalisations précédentes de l'université : les satellitesTatiana etTatiana-2 (en)^[1].

Les objectifs scientifiques sont les suivants^[2] :

• Étude des rayons cosmiques à très haute énergie (10¹⁹ eV- 10²⁰ eV).
• Étude des sursauts gamma.
• Étude desphénomènes lumineux transitoires dans la hauteatmosphère terrestre.
• Étude des particules de lamagnétosphère en tant que sources potentielles de certains phénomènes transitoires ou quasi permanents dans la haute atmosphère dans les domaines spectraux optique et X.

Le satellite Mikhaïl Lomonossov est un micro satellite d'une masse approximative de 450 kg qui utilise uneplateforme développée pour la série des satellites d'observation de la TerreCanopus-V développée par l'entreprise russeVNIIEM^[3]. Les données sont stockées et restituées dans un équipement BI développé spécifiquement pour le satellite avec une capacité de stockage de 1 téraoctet^[4].

Le satellite emporte un équipement expérimental, IMISS-1, qui doit contribuer à corriger les phénomènes de désorientation affectant les cosmonautes dans l'espace et qui exploite les données fournies par les systèmes inertiels^[5],[6].

Lacharge utile d'une masse approximative de 120 kg comprend 6 instruments scientifiques répartis en trois sous-ensembles consacrés à un ou plusieurs objectifs.

L'instrument principal TUS est un télescope optique observant le rayonnementultraviolet (300-400nanomètres) produit par lesgerbes atmosphériques créées par lesrayons cosmiques à très haute énergie pénétrant dans l'atmosphère. Les observations se font côté nuit. L'instrument est composé d'unelentille de Fresnel d'environ 2 mètres de diamètre (surface 1,8 m²) avec une distance focale de 1,5 mètre et d'un capteur constitué de 250 photomultiplicateurs. Une image est prise toutes les 0,8 microseconde à chaque fois que le satellite a progressé sur son orbite de 5 km. La taille du champ optique permet d'observer 6 400 km² ce qui constitue un avantage décisif par rapport aux observatoires terrestres compte tenu de la rareté des rayons cosmiques à très haute énergie (1 particule de 10¹⁹ eV par km² et par an). Sur une durée de 3 ans il est prévu de détecter 60 événements[7].

Trois instruments sont consacrés à la détection des sursauts gamma :

• BDRG est un détecteur gamma équipé de 3 capteurs qui permet d'identifier et de localiser les rayons gamma incidents dont l'énergie est comprise entre0,01 et 3 keV avec une précision de 1 à 3°. Il est prévu que l'instrument détecte environ 100 sources gamma par an^[8].
• UFFO comprend deux instruments chargés de détecter les sursauts gamma^[9] :
  • un télescope ultraviolet SMT (200-650 nanomètres) de 10 cm d'ouverture avec un champ optique de 17x17 minutes d'arc monté sur un système rotatif permettant une couverture de 90x90°. Le capteur de 256x256 pixels permet une localisation de la source avec une précision de 0,5 seconde d'arc ;
  • une caméra àmasque codé UBAT permettant l'observation du rayonnement X dont l'énergie est comprise entre5 et 200 keV. Larésolution spectrale est de2 keV à60 keV.
• ShOK est constitué de deux caméras grand angle (1000 degré²) rapides (5 à 7images par seconde) chargée de détecter les phénomènes optiques passagers associés aux rayonnements ou à d'autres phénomènes comme le passage d'astéroïdes ou de débris spatiaux^[10].

Deux instruments ELFIN-L et DEPRON étudient les processus à l'origine de la pénétration des particules chargées dans la haute atmosphère terrestre et analysent l'environnement radiatif à basse altitude^[11] :

• DEPRON (Dosimeter of Electrons, PROtons and Neutrons) mesure la quantité d'énergie des électrons, protons et noyaux atomiques à haute énergie^[12].
• ELFIN-L (Electron Loss and Fields Investigator for Lomonosov) développé avec l'Institut degéophysique et de physique planétaire de Los Angeles mesure l'énergie des particules dans la gamme30 keV-4,1 MeV. Il comprend unmagnétomètre flux gate, un détecteur d'électrons (EPDE) et un détecteur d'ions (EPDI)^[13].

Le lancement a été repoussé à plusieurs reprises car il dépendant de l'achèvement de la construction dupas de tir qui avait pris du retard^[14]. Il est finalement lancé avec le satellite technologiqueAIST-2D le28 avril 2016 par une fuséeSoyouz-1 tirée depuis lecosmodrome Vostotchny^[15],[16]. Il doit être placé sur uneorbite héliosynchrone à 550 km d'altitude.

Le 30 juin 2018, il est annoncé que le satellite ne parvient plus à transmettre ses données vers la Terre[17]. Le problème n'est pas résolu jusqu'au 14 janvier 2019. Finalement, le satellite quitte son orbite le 16 décembre 2023^[18].

• (en) M.I. Panasïouk, « Moscow State University Satellite “Mikhail Lomonosov” – the Multi-Purpose Observatory in Space. »,32ND INTERNATIONAL COSMIC RAY CONFERENCE,BEIJING 2011,vol. 3,n^o 313,‎2011,p. 1-4(DOI 10.7529/ICRC2011/V03/1261,lire en ligne)
  Présentation de la mission et description détaillée de l'instrument TUS
• (en) A A Grinïouk, « The TUS orbital detector optical system and trigger simulation »,Journal of Physics,vol. 409,‎2013,p. 2-6(DOI 10.1088/1742-6596/409/1/012105,lire en ligne)
  Description de l'instrument TUS

• Rayon cosmique
• Sursaut gamma
• Phénomène lumineux transitoire

• (en + ru)Site officiel
• (en)Site consacré à l'instrument ELFIN-L

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