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Publié par Scientifique

http://www.nasa.gov/centers/kennedy/images/content/107063main_Endeavour1.jpg

Pour son dernier vol, la navette emmène en orbite un détecteur spatial de particules révolutionnaire.

 

Ce soir, la navette spatiale américaine Endeavour doit s’envoler pour son 25e et dernier vol vers les étoiles. Ce tir sera l’avant-dernier de l’ère de cet engin, un système de transport spatial réutilisable, sans précédent… Et sans successeur. Le dernier vol, avec Atlantis, est prévu pour la fin juin, trente ans après le premier, celui de Columbia, le 12 avril 1981. Tant que la Nasa n’aura pas mis en service un nouveau système, à base de fusées et de capsules à usage unique, les astronautes n’auront qu’un seul moyen de rallier la station : les Soyouz qui s’envolent de Baïkonour.

A bord de la navette, un équipage de six astronautes 100% masculin - c’est rare - où l’on ne compte aucun «bleu» de l’espace. Parmi eux, Roberto Vittori, un Italien de l’Agence spatiale européenne, dont c’est le troisième voyage dans l’espace… Mais le premier en navette.

 

Endeavour doit rallier la station spatiale internationale (ISS), à près de 400 kilomètres d’altitude pour la ravitailler en vivres, eau, matériels - la routine. Trois astronautes (Mike Fincke, Drew Feustel et le Canadien Greg Chamitoff) vont réaliser quatre sorties en scaphandre de six heures chacune - le «must» des activités spatiales - afin d’installer ou d’entretenir des équipements à l’extérieur de l’ISS.

 

Aimant. Dans la soute d’Endeavour se trouve aussi un colis exceptionnel. Un formidable instrument de physique baptisé AMS, Alpha magnetic spectrometer. Fruit de l’obstination de son père, le Nobel de physique américain Samuel Ting, puisque le projet remonte au début des années 90. Construit en Europe à 90% sous la houlette du Cern, le plus grand laboratoire de physique des particules de la planète, installé à frontière franco-suisse. Ce premier détecteur de particules spatial ose les dimensions des plus grands labos terrestres.

«7 tonnes, 5 mètres sur 4 sur 3», résume Sylvie Rosier-Lees, du Laboratoire d’Annecy-le-Vieux de physique des particules (CNRS) où a été construite une partie de ce détecteur. Il sera accroché à l’extérieur de l’ISS «jusqu’à la fin de sa vie», annonce la Nasa… Autrement dit 2020, selon les accords entre agences spatiales, mais probablement plus longtemps encore.

 

Son objectif ? Mesurer avec une précision sans précédent les rayons cosmiques qui traversent l’espace. Leur étude depuis le sol est délicate, en raison de la couverture de l’atmosphère où ils se cognent et se transforment. Ainsi, AMS ne peut détecter qu’environ 400 particules par seconde au sol, contre 25 000 lorsqu’il sera attaché à l’ISS.

A l’aide d’un aimant produisant 4 000 fois le champ magnétique terrestre, il va tordre la trajectoire des particules électriquement chargées puis en mesurer la masse, la vitesse, la direction, et les identifier. C’est, explique Sylvie Rosier-Lees, «le premier télescope spatial à rayons cosmiques». Ce monde des rayons cosmiques, constitué pour l’essentiel de noyaux d’hydrogène (des protons) et pimenté d’un peu d’hélium, va passer d’une image assez floue à une description précise de sa composition, en particulier en noyaux lourds, très minoritaires. Cette mesure de précision va livrer des informations inédites sur les monstres de l’univers : trous noirs, étoiles à neutrons, pulsars, et autres astres qui expulsent violemment, en les accélérant presque à la vitesse de la lumière, des particules de matière qui deviennent des rayons cosmiques.

 

C’est dans ces rayons qu’AMS va traquer deux gibiers de choix, dont l’existence est suspectée mais qui n’ont jamais été observés : «La matière noire et l’antimatière primordiale», explique la spécialiste de l’Institut de physique nucléaire et des particules (IN2P3) du CNRS. La matière noire, c’est cette fameuse «masse manquante» inventée dès les années 30 pour expliquer le mouvement des étoiles dans les galaxies et celui des galaxies dans leurs amas. Une masse qui surpasserait de beaucoup la matière ordinaire. Pourtant, si toutes les mesures de mouvements dans l’univers confirment son existence, aucune expérience de labo n’a pu mettre la main sur les particules qui la composeraient. Si AMS y parvient, il pourra en outre estimer la densité des particules détectées.

 

Flot. L’autre gibier, c’est l’antimatière «primordiale», explique la physicienne. Pas celle que les expérimentateurs fabriquent dans leurs accélérateurs, où celle que produisent des phénomènes astrophysiques, mais celle qui aurait survécu à la grande annihilation, peu après le big-bang, lorsque matière et antimatière sont entrées en contact. Pour la distinguer, elle doit se présenter sous la forme d’antihélium, un noyau formé de deux antiprotons et deux antineutrons. La traque sera délicate : «On cherche un antihélium sur un milliard d’héliums détectés», explique la physicienne.

AMS, du moins son aimant et des détecteurs depuis remplacés, a déjà volé dans l’espace. Mais dix jours seulement, dans la soute de la navette Discovery, en 1998. De quoi démontrer que l’idée est bonne. Mais pas assez longtemps pour faire de la bonne physique. Avec AMS, les chercheurs de cette collaboration de 16 pays, 500 physiciens, ingénieurs et techniciens recevront un flot continu de mesures absconses. Commencera alors une longue traque, à coups d’analyses mathématiques, au bout de laquelle notre vision de l’univers sera peut-être bouleversée.

 

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