20/04/2011 - La physique des particules est mise en orbite pour capturer les rayons cosmiques

Menéame

Un grand détecteur de rayons cosmiques, l’AMS, héritier direct des instruments que les physiciens des particules et les ingénieurs construisent pour les expériences des grands accélérations, doit arriver dans quelques jours à la Station spatiale internationale (ISS). C’est ainsi que s’achève le développement hasardeux, avec plusieurs années de retards, d’annulations et de problèmes techniques, de cet ambitieux projet international, qui a une participation remarquable de l’Espagne. Le lancement du Centre spatial Kennedy (Floride), à bord de la navette Endeavour lors de sa dernière mission, est prévu pour le 29ème jour.

L’appareil, de six tonnes et demie, est lancé dans l’Endeavour.

L’AMS (Syglas anglais de Spectromètre Magnétique Alpha) est un appareil de six tonnes et demie qui, installé à l’extérieur de l’ISS, enregistrera le rayonnement cosmique, en particulier les particules et les noyaux atomiques chargés électriquement. Son leader est le prix Nobel Samuel Ting avec Burton Richter, tous deux avec une longue trajectoire dans la physique des particules. Ting est du Massachusetts Institute of Technology (MIT) mais passe presque tout son temps au Laboratoire européen de physique des particules (CERN, à côté de Genève), où il travaille depuis des années et où l’AMS est intégré; Richter appartient au Stanford Linear Accelerator Center (Californie).

La participation espagnole s’est également articulée autour du département de recherche fondamentale du Ciemat, qui dirige Manuel Aguilar, très tourné dans la physique des particules et dans le CERN. Au total, quelque 600 scientifiques, ingénieurs et techniciens de 60 institutions de 16 pays collaborent à ce projet, en mettant l’accent sur les contributions de l’Institut d’astrophysique des Canaries et de plusieurs entreprises en Espagne, notamment EADS-Crisa.

Le détecteur "méditera la composition et les flux des rayons cosmiques, essentiellement des noyaux d’atomes (principalement protons) qui pénètrent dans l’atmosphère de la Terre avec une fréquence d’environ mille particules par seconde et par mètre carré, après avoir voyagé à travers l’univers pendant des millions d’années " expliquent les physiciens du Ciemat. En orbite, à plus de 300 kilomètres d’altitude, l’AMS peut détecter ces rayons cosmiques avant qu’ils ne s’enfoncent dans l’atmosphère terrestre, en se masquant ses propriétés. L’un des objectifs initiaux les plus attrayants du détecteur serait de rechercher la trace de l’antimatière et ses responsables indiquent qu’il reconnaîtrait un anti-noyer parmi des millions de noyaux de matière. L’AMS cherchera également des signes de l’énigmatique matière noire qui représente 23% du cosmos.

En outre, l’appareil permettra de recueillir des données sur les rayonnements auxquels les astronautes qui effectueraient des voyages interplanétaires prolongés seraient exposés. Le coût des matériaux de l’AMS s’élève à environ 250 millions d’euros, dont 11,5 millions sont versés par l’Espagne.

Le projet a officiellement démarré en 1995 et a fait les premiers pas à bon rythme, au point que trois ans plus tard, une première version réduite du détecteur a volé dans l’espace, sur la navette Discovery. Mais les incertitudes et les retards du programme de la NASA, qui ont été aggravés par l’accident de la Columbia en 2003, ont commencé à se faire sentir.

Le lancement de l’AMS, qui avait bénéficié de tout le soutien initial du directeur de la NASA Daniel Goldin à l’époque, a été supprimé du plan de l’ISS lorsque Michael Griffin a été à la tête de l’agence spatiale. Le Congrès américain lui-même est intervenu dans le conflit entre Griffin et Ting, et a obligé la NASA à remettre l’AMS sur le calendrier des ferries.

Le lancement, initialement prévu pour 2005, a été fixé pour l’été 2010, mais un grave problème technique est apparu au cœur du détecteur, l’aimant avancé superconducteur, dont la consommation d ’, en hélium réfrigérant, était nettement supérieure à celle prévue. La décision a été prise de remplacer ce grand aimant par un aimant conventionnel, non superducteur, qui a volé dans le prototype de 1998, ce qui a entraîné un nouveau retard dans le démantèlement de l’AMS et la modification, les restructurations et les essais pertinents.

Les responsables du détecteur ont fait valoir qu’à la suite de la prolongation de l’exploitation prévue de l’ISS, l’aimant conventionnel remplacerait parfaitement le superconducteur - conçu pour fonctionner pendant trois ans - en augmentant l’accumulation de données et que les résultats essentiels ne seraient pas affectés, tout en reconnaissant qu’une partie intéressante de l’expérience était abandonnée: l’étude des isotopes nucléaires.

Ce changement de dernière minute a entraîné une modification du calendrier des dernières missions des ferries et a fixé le départ de l’Endeavour avec l’AMS à la fin de 2010, qui est ensuite devenu en février 2011 et qui a finalement été fixé pour le 29 avril prochain, avec possibilité de lancement jusqu'au 3 mai. Ce sera la dernière mission de l’Endeavour, et il ne restera plus qu’un seul vol, l’Atlantis, qui mènera à l’ISS pièces détachées et fournitures en juin prochain.

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