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Pic de mesure inhabituel

Un interféromètre détecte un séisme par hasard

Dimanche 11 février, un interféromètre hétérodyne ultra précis a produit un pic de mesure inhabituel en plein test de performance au Laboratoire LET (Laboratory for Enabling Technologies) d’Airbus Defence and Space à Friedrichshafen. Largement supérieur au bruit de fond de l’instrument, ce pic s’est produit à 23h45, heure précise à laquelle a été enregistré, à Zurich, en Suisse, un tremblement de Terre d’une magnitude de 4,2 sur l’échelle de Richter.

L’interféromètre hétérodyne d’Airbus Defence and Space est composé d’éléments optiques

Cette secousse s’est produite à 30 km sous la surface de la Terre. L’onde de choc a été ressentie 85 km plus loin, à Friedrichshafen. L’instrument se trouvait sur une table optique flottante, mais le niveau de bruit très faible de l’interféromètre révèle qu’il a clairement capté les vibrations. « C’est la première fois que l’instrument enregistre un événement externe traçable », précise Martin Gohlke, qui a procédé à la mesure.

Cet interféromètre est un instrument conçu et testé au profit de la future mission LISA, pour la détection des ondes gravitationnelles. Albert Einstein prédisait l’existence d’ondes gravitationnelles, des distorsions imperceptibles de l’espace-temps, généralement de l’ordre du diamètre d’un atome d’hydrogène (40 picomètres), s’étendant sur une distance de 5 millions de kilomètres (soit environ 10 fois la distance entre la Terre et la Lune), mais cette variation infime signifie qu’aucune onde gravitationnelle n’a été directement observée à ce jour.

Vue d’artiste de LISA Pathfinder (© ESA)

Vue d’artiste de LISA Pathfinder (© ESA)

Un interféromètre fonctionne par un agencement de miroirs et de séparateurs de faisceaux, dans lesquels deux faisceaux sont générés par un seul laser. Tout mouvement d’un obstacle sur la trajectoire de l’un des faisceaux peut être enregistré en recombinant les deux faisceaux et en mesurant la différence de phase entre les deux.

LISA (Laser Interferometer Space Antenna) est l’un des trois « grands » concepts de mission actuellement en lice pour le programme Cosmic Vision de l’Agence spatiale européenne (ESA). Les éléments critiques des nouvelles technologies requises pour la réalisation de LISA doivent être démontrés par une mission préalable, en l’occurrence LISA Pathfinder, actuellement en phase de test et réalisée sous la maîtrise d’œuvre d’Airbus Defence and Space.

Le Laboratoire LET a été créé sur le site Airbus Defence and Space de Friedrichshafen en 2007 dans le but de procéder à des activités de recherche et développement sur les nouvelles technologies indispensables au succès des futures missions et systèmes spatiaux. Il est exploité par l’équipe (Programmes scientifiques) de la division Earth Observation, Navigation & Science  d’Airbus Defence and Space en étroite collaboration avec l’Université des Sciences appliquées, à Constance, en Allemagne. Parmi les principales compétences que le laboratoire a acquises au cours de ces dernières années, citons notamment le savoir-faire et l’expérience pratique sur les instruments et systèmes quantiques et métrologiques applicables dans un contexte spatial.

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