GEPI

De la conception instrumentale
à l’exploitation des observables
Accueil du site > Les projets > Projets réalisés > Hipparcos, premier satellite astrométriq

Hipparcos, premier satellite astrométrique

Hipparcos (HIgh Precision PARallax COllecting Satellite) a été le premier satellite astrométrique. Développé par l’Agence Spatiale Européenne (ESA), il a été lancé par Ariane 4 le 8 août 1989, et a régulièrement balayé le ciel pendant quatre ans, de Novembre 1989 à Mars 1993. Il a permis d’obtenir les positions, les parallaxes trigonométriques (donc les distances) et les mouvements propres (mouvements tangents à la sphère céleste) de 118 000 étoiles de tous types et d’une cinquantaine d’objets du système solaire, avec une très grande précision. Les résultats ont été publiés en juin 1997, et de très nombreuses applications sont publiées dans les principales revues d’astronomie et d’astrophysique. Celles-ci portent sur des sujets aussi variés que les systèmes de référence, la physique stellaire, la physique galactique ou la détermination des distances et des âges dans l’Univers.

  Sommaire  

 Historique

En 1965, soit seulement 7 ans après le lancement du premier Spoutnik, Pierre Lacroute, alors directeur de l’Observatoire de Strasbourg, proposait, avec Pierre Bacchus, d’utiliser un satellite pour faire des mesures astrométriques de bien meilleure précision que depuis le sol. En effet, aller dans l’espace permet d’échapper aux effets de l’atmosphère et aux flexions des télescopes dues à la pesanteur terrestre et aux irrégularités du mouvement de la Terre. de plus, il est possible d’observer l’ensemble du ciel avec un même télescope.

JPEG - 3.8 Mo
Colloque d’Astronomie Fondamentale, Observatoire de Bordeaux, 4 - 6 Octobre 1965. Le compte-rendu de cette réunion est le premier témoignage de la proposition audacieuse de P. Lacroute (au premier rang, le bras levé vers le tableau) d’utiliser un satellite pour effectuer des mesures astrométriques. P. Bacchus est le deuxième au deuxième rang. © Photo Observatoire de Bordeaux.

Après plusieurs pré-études au CNES puis à l’ESA (ESRO à l’époque), et une prospective scientifique approfondie, ponctuée de plusieurs colloques internationaux, la mission Hipparcos était finalement sélectionnée par l’ESA en 1980, avec pour but de mesurer les mouvements propres et parallaxes trigonométriques d’environ 100 000 étoiles assez brillantes avec une précision de l’ordre de 2 millièmes de seconde de degré (2 mas). L’Europe est ainsi devenue pionnière dans un domaine, l’astrométrie spatiale, où tant l’ESA elle-même, que les scientifiques et les industriels européens ont acquis une expertise encore maintenant unique au monde.

JPEG - 66.7 ko
Hipparcos en construction. Photo © ESA.

Le satellite est lancé le 8 août 1989 et, malgré une orbite défectueuse, il observera les 118 000 étoiles de son programme jusqu’en mars 1993, avec une précision astrométrique moyenne de 1 mas, soit environ 50 fois meilleure que ce qui était possible depuis le sol. Ce projet complètement novateur a permis à l’Europe de s’affirmer comme pionnière dans le domaine de l’astrométrie spatiale, domaines où tant les scientifiques que les industriels européens ont ainsi acquis une expertise unique au monde.

 Hipparcos au GEPI

Dès 1973, des membres du futur GEPI, ont très activement participé à Hipparcos : prospective scientifique, puis contribution majeure à la construction du Programme d’observation du satellite, le Catalogue d’Entrée. Neuf années intenses ont été nécessaires pour mener à bien ce travail gigantesque de sélection des 118 000 étoiles à observer, avec des moyens informatiques qui n’étaient pas ceux de maintenant. Le mode d’observation du satellite, balayant le ciel en permanence, exigeait une répartition relativement uniforme des étoiles à observer sur le ciel et une distribution en luminosités compatible avec le temps d’observation disponible. Les étoiles devaient donc être choisies de manière à ce qu’un maximum d’entre elles ait un intérêt astrophysique et astrométrique prioritaire mais aussi que l’ensemble sélectionné utilise au mieux les possibilités d’observation du satellite.

En conséquence, la liste des étoiles à observer par Hipparcos a été obtenue à la suite de neuf itérations successives, chaque catalogue provisoire incluant peu à peu l’ensemble des 100 000 nouvelles positions et 10 000 magnitudes observées au sol pour s’assurer que les étoiles seraient parfaitement repérées par le satellite (leurs positions devaient être connues à mieux que 1.5 seconde d’arc) et que le temps d’observation qui leur serait alloué permettrait d’obtenir la précision astrométrique recherchée sans gaspiller de temps d’observation. A chaque étape, une simulation de l’observation était effectué et finement analysée pour identifier les étoiles bien, trop ou pas assez observées.

Par ailleurs, une contribution essentielle à la production du Catalogue Hipparcos a été la participation à la fusion des données astrométriques intermédiaires fournies par les deux Consortiums d’analyse des données Hipparcos.

Bien que l’astrométrie soit la plus ancienne des branches de l’astronomie, elle n’est devenue un outil majeur pour l’astrophysique que depuis la publication des données d’Hipparcos. Voir ici un aperçu des principaux résultats. De nombreux membres du GEPI y ont contribué.

Ce succès a conduit les scientifiques à proposer dès 1992, et l’ESA à construire à partir des années 2000, une mission encore bien plus ambitieuse : Gaia.

Pour en savoir plus : http://wwwhip.obspm.fr/hipparcos/