LISA Pathfinder(2015)

Pathfinder

LISA Pathfinder est un satellite artificiel de l'Agence spatiale européenne qui doit permettre de valider les technologies qui sont retenues pour le projet eLISA. Ce dernier a pour objectif d'effectuer des observations des ondes gravitationnelles en utilisant une grappe de 3 satellites mettant en œuvre des techniques d'interférométrie laser nécessitant des mesures d'une grande précision. LISA Pathfinder doit permettre de valider en particulier les accéléromètres capacitifs, micro-accélérateurs, compensateurs de trainée des satellites, et bancs optiques. LISA Pathfinder a été lancé le 3 décembre 2015 par une fusée Vega et doit se placer en orbite autour du Point de Lagrange L1 en janvier 2016 avant d'entamer sa mission d'une durée de 6 mois.

La mission

L'Agence spatiale européenne a décidé de développer une mission baptisée eLISA exploitant cette nouvelle technique d'observation. La mission repose sur 3 satellites maintenant leurs distances relatives constantes et formant un gigantesque interféromètre optique. Le passage d'une onde gravitationnelle se traduit par une modification de la distance entre les satellites qui est mesurée par interférométrie. Chaque satellite contient deux masses d'épreuve qui servent de repère pour mesurer la distance avec les deux autres satellites. Ces masses sont maintenues en chute libre au sein du satellite grâce à un système de propulsion chargé de compenser toutes les autres forces agissant sur l'engin spatial. Toutefois, pour pouvoir mesurer les ondes gravitationnelles, il est nécessaire d'obtenir une précision extrême concernant la mesure de la position de la masse d'épreuve (de l'ordre du picomètre) et de la trajectoire suivie par le satellite (de l'ordre de quelques nanomètres). Aussi l'agence spatiale a décidé de mettre au point les technologies qui seront mis en œuvre par eLISA dans le cadre d'une mission dédiée baptisée LISA Pathfinder (anciennement SMART-2 pour Small Missions for Advanced Research in Technology) avant de réaliser la mission eLISA proprement dite. Le lancement de cette dernière, qui fait partie des projets proposés pour la mission L3 du programme scientifique de l'ESA Cosmic Vision, pourrait avoir lieu vers 2034.

Caractéristiques techniques

Le LPT (LISA Technology Package).
LISA Pathfinder a une masse de 1 900 kg. Il comprend d'une part le satellite scientifique proprement dit dont la masse est de 420 kg d'autre part un module de propulsion disposant de 1 100 kg d'ergols liquides chargé de placer LISA Pathfinder sur son orbite de travail près du point de Lagrange .

LISA-¨Pathfinder-LISA-Technology-Package

Déroulement de la mission

Le satellite LISA Pathfinder se sépare de son module de propulsion
LISA Pathfinder est lancé le 3 décembre 2015 par la fusée européenne Vega tirée depuis la base de lancement de Kourou8 et placé initialement sur une orbite terrestre basse elliptique de 200 × 1 620 km avec une inclinaison de 5,3°. La mission comprend ensuite 5 phases9,10 :

En utilisant ses propres moteurs, qui fournissent un delta-V total de 3,1 km/s, LISA Pathfinder doit accroitre progressivement l'altitude de son apogée à quinze reprises. Au bout de 3 semaines échapper à l'attraction de la Terre
Le satellite se dirige alors vers le point de Lagrange L1 du système Soleil-Terre, à 1,5 million de kilomètres de la Terre qu'il atteint au bout de 20 jours.
Une fois atteint son objectif la rotation du satellite est annulée et le module de propulsion, qui pourrait perturber les mesures, est largué. Cette phase dure une quinzaine de jours
Une fois le satellite stabilisé, le fonctionnement des équipements DRS et LTP est vérifié durant une dizaine de jours.
LISA Pathfinder entame 86 jours après le lancement sa mission pour une durée prévue de 6 mois en parcourant une orbite de Lissajous autour de L1 : ces opérations comprennent deux phases de 90 jours chacune : la première est consacrée à l'utilisation du LTP et la seconde au DRS. Chaque mois deux à trois jours sont neutralisés pour effectuer des corrections de trajectoire. Les données sont transmises à la station terrestre de Cerebros en Espagne (antenne parabolique de 35 mètres de diamètre) dans le cadre de sessions quotidiennes de 8 heures par jour avec un débit de 52,3 kilobits par seconde. Le fonctionnement du satellite est contrôlé par l'ESOC à Darmstadt (Allemagne) tandis que les opérations scientifiques sont pilotées par l'ESAC à Villafranca (Espagne).

Date de dernière mise à jour : 11/02/2016

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