Studerer interstellart støv fra en ballon

På få dage, Pilot-astrofysik-eksperimentet vil blive lanceret under en stratosfærisk ballon fra Alice Springs i det centrale Australien. Dens formål er at observere den polariserede emission af støvpartikler fundet i det interstellare medium i vores galakse og nærliggende galakser. Med en masse nærmer sig et ton, Pilot bruger de største balloner nogensinde opsendt af CNES, den franske nationale rumfartsorganisation. Eksperimentet blev udviklet af Forskningsinstituttet i Astrofysik og Planetologi (CNRS/CNES/Paul Sabatier University), Institute of Space Astrophysics (CNRS/Paris-Sud University), og Institute of Research in the Fundamental Laws of the Universe (CEA-Irfu). Den første pilotflyvning blev lanceret fra Canada i september 2015; den kommende flyvning vil således være dens første flyvning på den sydlige halvkugles himmel, som indeholder flere træk af interesse for Pilot end den nordlige halvkugle.

Emissionen af ​​støvpartikler i det interstellare medium i vores galakse og nærliggende galakser er let polariseret, da partiklerne forlænges og justeres med det magnetiske felt, der hersker i det interstellare medium. Målingerne opnået af Pilot vil hjælpe forskere med at forstå naturen af ​​støvpartikler, og hvorfor de er justeret på denne måde. Målingerne vil også blive brugt til at kortlægge magnetfeltets geometri, som spiller en vigtig rolle i sammentrækningen af ​​gassen i det interstellare medium, et fænomen, der fører til dannelsen af ​​nye stjerner.

Denne emission er også en hindring for eksperimenter, der søger at måle polariseringen af ​​den kosmiske mikrobølgebaggrund nøjagtigt, og Pilots målinger vil kaste mere lys over det, og dermed forbedre fortolkningen af ​​resultaterne opnået med denne type forsøg.

Piloteksperimentet vil observere denne emission i det fjerne infrarøde område. Den er udstyret med 2, 048 individuelle detektorer, afkølet til en temperatur på 300 millikelvin, altså tæt på det absolutte nul. Polarisering måles ved hjælp af et roterende blad og en polarisator, der adskiller to ortogonale polariseringer på eksperimentets to brændplaner. Bortset fra teleskopets primære spejl, al optik holdes ved en kryogen temperatur (2 kelvin eller -271°C) inde i en kryostat, afkølet med flydende helium, at begrænse instrumentets egen emission.

Eksperimentet blev udtænkt og bygget af CNRS-videnskabsmænd og ingeniører ved Forskningsinstituttet i Astrofysik og Planetologi (CNRS/CNES/Paul Sabatier University) og IAS (CNRS/Paris-Sud University), med store bidrag fra CNES Balloon Division i Toulouse, ESA, CEA (Saclay), som udviklede brændplanet og dets elektronik, La Sapienza Universitet i Rom (Italien), og Cardiff University (Storbritannien). Hele projektet er støttet af CNRS-laboratorier og CNES-finansiering.

Om få dage, Pilot vil blive lanceret af CNES som en del af en kampagne, der omfatter tre flyvninger med forskellige gondoler fra Alice Springs, i det centrale Australien. Pilot vejer næsten et metrisk ton og bliver nødt til at klatre til en højde på næsten 40 km. Det kræver derfor brug af en åben stratosfærisk ballon, cirka 100 m i diameter (den største åbne ballon nogensinde opsendt af CNES), og en nyttelastkæde lige så høj som Eiffeltårnet.

Flyvningen vil finde sted under en af ​​de to årlige vendinger af stratosfæriske vinde, hvilket er en forudsætning for ethvert håb om at udføre observationer i mere end 30 timer i loftshøjden. Selvom Pilot allerede er blevet lanceret tidligere - dens første flyvning var fra Canada i september 2015 - vil denne nye flyvning være på den sydlige halvkugle, giver således mulighed for at observere fremragende astrofysiske kilder, såsom de magellanske skyer, satellitgalakser i vores egen galakse, eller indre områder af Mælkevejen, som ikke kan observeres fra den nordlige halvkugle.