Contexte

L'astronomie infrarouge est jeune et apporte de nombreux résultats. En moins de trois décennies, les astronomes travaillant dans l'infrarouge ont découvert des dizaines de milliers de nouvelles galaxies et ont fait des découvertes aussi surprenantes que l'énorme quantité de vapeur d'eau que contient la galaxie. Mais les scientifiques savent qu'il reste encore beaucoup plus de choses à découvrir.

Avant Herschel, la bande submillimétrique était une région du spectre électromagnétique qui restait encore inexplorée en astronomie à cause de l'atténuation de l'atmosphère terrestre. Cette bande spectrale présente un grand intérêt pour l'étude du gaz et de la poussière, contenus dans notre galaxie ou d'autres galaxies, procédant à la formation de nouvelles étoiles.

Le but principal du satellite Herschel était de réaliser une étude complète du ciel et de la bande submillimétrique de quelques centaines d'objets astrophysiques et de les caractériser du point de vue de leur chimie, de leur taux de métallicité, de leur contenu en poussières et de leur histoire en termes de formation d'étoiles. Cela afin d'établir un atlas des molécules du milieu interstellaire, et d'observer de manière unique des molécules clefs de la chimie de ces milieux. La chimie moléculaire liée aux planètes, aux comètes et aux atmosphères des satellites faisait également partie des objectifs scientifiques de cette mission.

Le but principal de cette mission était de répondre aux questions majeures comme : comment se sont formées les galaxies au début de l'Univers, comment les étoiles se sont-elles formées tout au long de l'histoire de l'Univers et quelles sont les interactions entre ces deux processus ?

Déroulé du projet

Le Comité des Programmes Scientifiques de l'Agence Spatiale Européenne (ESA) a confirmé en 1997 la mission Herschel comme la 4^ème pierre angulaire du programme Horizon 2000 de l'ESA. Ce programme d'astronomie submillimétrique a été réalisé en collaboration avec la NASA.

Livraisons des FM (modèles de vol) : participations françaises à l'instrument SPIRE

• SMECm (mécanisme "FTS" du spectromètre) livré en juillet 2006
• Electronique chaude (DCU + FCU) livré en mars 2006
• Optiques du spectromètre et du photomètre livrés en novembre 2004

Livraisons des FM (modèles de vol) : participations françaises à l'instrument PACS

• Electronique Chaude (BOLC) livrée en août 2006
• Plan focal du Photmètre (PhFPU) livré en juillet 2006
• Matrice de Bolomètres sur les deux voies, livrée en juin 2006
• Cryocooler livré en août 2005

Livraisons des FM participations françaises à l'instrument HIFI

• Spectromètre Haute Résolution HRS livré en août 2006
• Mélangeur de la bande 1 livré en mai 2005

Le satellite Herschel a été lancé le 14 mai 2009 par Ariane-5 ECA depuis le Centre Spatial Guyanais.

Pour répondre aux diverses questions scientifiques auxquelles la mission était dédiée, le satellite Herschel a été placé sur une orbite autour du point de Lagrange L2 du système Terre-Soleil situé approximativement à 1,5 million de kilomètres de la Terre dans la direction opposée au Soleil et devait demeurer opérationnel au minimum 3 ans. Il est resté en service presque 4 ans.

Organisation

L'ESA était maître d'ouvrage de la mission Herschel. La France a participé à la mission Herschel au travers de sa participation au programme obligatoire de l'ESA. La contribution du CNES à cette mission a consisté à assurer le suivi et à financer toutes les participations françaises développées par les laboratoires français.

Sous contrôle de l'ESA, Thales Alenia Space avait la charge des deux missions Herschel et Planck. L'industrie française (Thales Alenia Space) était l'architecte industriel satellite :

• Fourniture de la plateforme
• Ingénierie satellite
• AIT satellite
• Campagne de lancement

Le satellite Herschel a été construit par le consortium auquel a aussi participé Astrium à Friedrichshafen, Allemagne, et Alenia à Turin, Italie. Le satellite comportait trois instruments qui ont tous été construits par des consortiums. Ces instruments étaient respectivement :

• SPIRE (consortium dirigé par le RAL, Cardiff, Pays de Galles),
• PACS (consortium dirigé par le MPE, Garching, Allemagne),
• HIFI (consortium dirigé par le SRON, Groningen, Pays-Bas).

Participations des laboratoires français aux trois instruments

Participation à SPIRE :

• Le CEA/DAPNIA a développé le DRCU
• Le LAM a développé le mécanisme FTS du spectromètre, l'électronique MCU qui pilote le mécanisme et les optiques du spectromètre et du photomètre
   

Participation à PACS :

• Le CEA/SAp a développé le plan focal détecteur du photomètre (PhFPU) et le BOLC qui pilote le PhFPU
• Le CEA/LETI a développé les matrices de bolomètres qui sont au niveau des plans focaux du PhFPU
• Le CEA/SBT a développé le Cryo Cooler servant aux instruments PACS et SPIRE
   

Participation à HIFI :

• Le LERMA/IRAM a développé le mélangeur bande 1 de l'instrument
• L'IRAP (ex CESR) a développé le Spectromètre Haute Résolution (HRS)
• L'Observatoire de Bordeaux a développé l'IF module qui est dans le HRS