Les nouvelles missions spatiales chinoises surveilleront les trous noirs en collision, les explosions solaires

Deux satellites, lancés en 2020, surveilleront les rayons gamma de la naissance violente des ondes gravitationnelles.

Institut de physique des hautes énergies, CAS

Les missions spatiales humaines ambitieuses de la Chine font la une des journaux, mais son programme naissant de science spatiale gagne tranquillement du terrain. L'Académie des Sciences de Chine (ACS) a confirmé la semaine dernière le lancement de quatre nouveaux satellites scientifiques à partir de 2020. Quatre missions réussies, dont une consacrée à l'astronomie par rayons X et une autre démontrant l'intrication quantique au-dessus d'un record 1200 kilomètres, ces projets de «phase 2» examineront des domaines tels que la physique solaire et la recherche de signaux électromagnétiques associés aux ondes gravitationnelles.

Étant donné que le programme de sciences spatiales de la Chine a commencé il y a environ 10 ans, le bilan est "impressionnant, mais il n'y a pas beaucoup de missions étant donné que c'est un grand pays avec une grande communauté scientifique", explique Xin Wu. à l'Université de Genève en Suisse qui collabore aux missions d'astrophysique chinoises. "Il y a une demande accumulée" parmi les scientifiques spatiaux chinois, dit-il.

CAS a rompu avec la tradition pour l'une de ses nouvelles missions, le GECAM (Counter-Sky Monitor). Il a accéléré la sélection et le développement pour profiter d'une nouvelle opportunité scientifique, que Xiong Shaolin, astrophysicien à l'Institut de physique des hautes énergies de CAS à Beijing, et ses collègues ont identifié un mois après que l'US Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory a annoncé son historique. détection des ondes gravitationnelles en février 2016. Ils ont proposé de mettre deux satellites en orbite sur les côtés opposés de la Terre qui, ensemble, pourraient observer le ciel entier pour les rayons gamma émanant des événements qui génèrent des ondes gravitationnelles. Le financement des études techniques est arrivé quelques mois plus tard, et la mission a sauté au devant de la file d'attente de lancement, avec une date de 2020. "Quand vous avez ce genre d'opportunité vous ne pouvez pas le gérer comme une mission normale, avec sélection et l'examen prend 10 ou 20 ans ", dit Xiong.

Jusqu'à présent, les rayons gamma et d'autres signaux électromagnétiques ont été détectés uniquement à partir d'une source d'ondes gravitationnelles, une fusion d'étoiles à neutrons, mais ils ont fourni une mine de détails sur l'événement énigmatique. Les astrophysiciens discutent encore si les fusions de trous noirs, l'autre source confirmée d'ondes gravitationnelles, produisent également des émissions électromagnétiques. L'équipe de GECAM fait le pari qu'ils font - et cela peut être appris à partir des signaux. "Je pense que nous allons probablement trouver quelque chose", dit Xiong.

Les observations de GECAM complèteront celles d'une autre mission de phase 2, Einstein Probe (EP), qui examinera le ciel pour les rayons X à basse énergie associés à des phénomènes violents tels que les sursauts gamma et les collisions de trous noirs. La combinaison des observations GECAM, EP et des ondes gravitationnelles «nous permettra de mieux comprendre l'astrophysique des rayons gamma», explique Ik Siong Heng, astrophysicien à l'Université de Glasgow au Royaume-Uni.

Les scientifiques spatiaux chinois ont longtemps ciblé un autre domaine: la physique solaire. Seuls les États-Unis produisent plus de papiers sur le terrain que la Chine. "Mais les journaux [de la Chine] ont utilisé des données provenant de missions développées par le Japon et les Etats-Unis et ailleurs", explique Gan Weiqun, physicien solaire à l'Observatoire Purple Mountain de CAS à Nanjing. Il dit que les scientifiques solaires de la Chine ont poussé pour leur propre mission pendant 40 années; ils ont finalement obtenu le signe de tête de l'Observatoire solaire avancé basé sur l'espace (ASO-S). "Il est très important pour nous de faire des contributions originales en termes de matériel et de données", explique Gan. Il explique qu'ASO-S sera le premier observatoire spatial à surveiller le champ magnétique du soleil tout en surveillant les éruptions solaires et les explosions titanesques connues sous le nom d'éjections de masses coronales. Les observations simultanées pourraient donner des indices sur la façon dont ces éruptions sont déclenchées.

La dernière mission incluse dans la liste de la phase 2 a été identifié comme une priorité il y a des années . L'explorateur de sondes ionosphériques à énergie solaire (SMILE), une mission conjointe de la CAS et de l'Agence spatiale européenne, sera la première à mettre au point une nouvelle technique d'imagerie de la magnétosphère terrestre. Les satellites précédents ont fait des mesures ponctuelles lorsqu'ils ont traversé la magnétosphère. Mais les scientifiques ont récemment appris que les collisions entre les particules du vent solaire et les particules parasites de l'atmosphère terrestre produisent des rayons X de faible énergie qui éclairent la magnétosphère. En regardant ces rayons X, SMILE va capturer son comportement dynamique.

L'annonce de la semaine dernière augure bien pour le programme des sciences spatiales de la Chine au-delà des quatre prochaines missions. Le budget de la phase 2 de 4 milliards de yuans (605 millions de dollars) comprend le soutien au développement de futures missions, en particulier la mission améliorée de chronométrage et de polarimétrie par rayons X, projet international ambitieux mené par des scientifiques chinois étudier les trous noirs, les étoiles à neutrons et les magnétars.

Les programmes d'exploration planétaire et d'astronautes de la Chine continueront de faire l'histoire; plus tard cette année ou tôt le lendemain, par exemple, il prévoit d'atterrir la première sonde de l'autre côté de la lune. Mais l'avenir de ses efforts en sciences spatiales semble également assuré.

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