XMM - Newton
XMM a été lancé le 10 décembre 1999 par une fusée Ariane 5 et a atteint son orbite opérationnelle le 16 décembre 1999. Le satellite, qui est suivi par les stations sol de Perth, Kourou, et Villafranca, tourne sur une orbite elliptique très allongée en décrivant une révolution toutes les 48 heures. La liaison entre le Centre des opérations scientifiques de XMM basé à Villafranca et le satellite a été établie début janvier pour permettre le démarrage de la phase d'étalonnage intégral et de vérification des performances des instruments scientifiques. Cette étape a permis au télescope de cibler ses premières sources de rayons X et d'envoyer ses premières images dés le mois de mars.
Principes techniques XMM
La charge utile du satellite XMM se compose de trois instruments : un ensemble de trois caméras à rayons X, deux spectromètres et un télescope optique destiné à observer, simultanément et avec précision, le rayonnement ultraviolet et visible des sources X observées.
La France participe à la réalisation de l'instrument EPIC, (European photon image Camera), ensemble de 3 caméras CCD à rayons X placés au plan focal des miroirs XMM. La France est également impliquée dans le développement du centre de traitement de données XMM/SSC.
Ces développements impliquent notamment le Service d'Astrophysique du CEA et l'Institut d'Astrophysique du CNRS à Orsay. En coopération avec le CNES, le Centre d'Étude spatiales des rayonnements de Toulouse réalise un moniteur de radiation pour la spectroscopie à haute résolution des électrons et protons à haute énergie en environnement spatial. Cet équipement multimission, associé dans XMM à l'ensemble EPIC, pourra être embarqué dans de futures missions scientifiques ou d'application.
Une nouvelle génération de télescope
Un télescope à rayons X est composé comme un télescope classique d'un miroir parabolique primaire et d'un miroir hyperbolique secondaire. Mais la réflexion des rayons X sur une surface n'est significative que sous une incidence rasante (proche de 90°). Les longueurs d'ondes des rayons X se rapprochant des distances interatomiques imposent une telle incidence.
Contrairement aux télescopes précédents (Einstein et ROSAT), XMM n'utilise pas d'épais miroirs de verre fortement polis. Afin d'obtenir une surface collectrice très importante, les miroirs sont faits de fines coques de nickel cylindriques (0,5 à 1 mm d'épaisseur) électroformées sur des mandrins hautement polis et recouverts d'or. Les miroirs cylindriques présentent une partie parabolique et une section hyperbolique. Chacun des trois télescopes du XMM est ainsi constitué de 58 coques concentriques coalignées. La distance entre 2 coques varie de 1,8 mm vers le centre à 4 mm vers l'extérieur. Chaque télescope a une longueur de 60 cm et un diamètre de 70 cm.
Suivent ensuite l'européen Exosat, le
germano-anglo-américain Rosat qui détecta 100 000 sources X, l'américano-japonais
Asca, l'italo-néerlandais BeppoSax, et le satellite américain Chandra lancé
en juillet dernier.
Asca est le premier satellite ayant permis de faire véritablement de la
spectroscopie résolue spatialement.
Chandra, lancé en juillet 1999 possède une meilleure résolution spatiale que
XMM-Newton mais une plus faible sensibilité. Ce sont deux instruments complémentaires.
L'ESA a un projet de successeur à XMM-Newton, XEUS, visant à accroître la surface des miroirs par près d'un facteur 100 par rapport à XMM-Newton. Comme ceci nécessite d'augmenter la distance focale au delà des capacités des coiffes des fusées, XEUS sera constitué de deux satellites positionnés à 50 m l'un de l'autre, l'un portant le miroir, l'autre les instruments focaux. Une partie de XEUS sera assemblée sur la station spatiale internationale.