HIPPARCOS, mission

L’avènement de l’astrométrie spatiale

Dès 1965, soit seulement huit ans après le lancement de Spoutnik-1 – premier satellite artificiel –, l’astronome Pierre Lacroute, alors directeur de l’observatoire de Strasbourg, expose l’idée très originale d’effectuer ces mesures depuis l’espace. Il propose ce projet au Centre national d’études spatiales (CNES) deux ans plus tard. Trois des principes de base de la future mission Hipparcos étaient déjà posés : un miroir complexe permettant l’observation simultanée d’étoiles dans deux champs du ciel situés à 90 degrés l’un de l’autre ; un satellite balayant régulièrement l’ensemble du ciel ; la présence, dans le plan focal, d’un dispositif permettant une mesure précise de l’angle séparant les étoiles présentes simultanément dans le champ d’observation (grille composée de bandes alternativement opaques et transparentes modulant la lumière reçue des étoiles observées).

Après plusieurs pré-études effectuées par le CNES puis l’Agence spatiale européenne (ESA pour European Space Agency), et une prospective scientifique approfondie, ponctuée de plusieurs colloques internationaux, le premier satellite astrométrique de l’histoire de l’astronomie, appelé Hipparcos, était finalement sélectionné par l’ESA en 1980 avant d’être lancé le 8 août 1989. Malgré la panne de son moteur d’apogée, qui a contraint le satellite à rester sur une orbite très elliptique traversant plus de quatre fois par jour les dangereuses ceintures de radiations de Van Allen, Hipparcos a pu effectuer des observations pendant quatre ans. Il a observé 118 000 étoiles, soigneusement sélectionnées à l’avance pour leur intérêt scientifique mais aussi pour pouvoir être observées au mieux par le satellite. Le catalogue obtenu, The HipparcosMain Catalogue, publié en 1997, contient, en particulier, les parallaxes trigonométriques (à partir desquelles sont calculées les distances des étoiles) et les mouvements propres de ces 118 000 étoiles avec une précision de l’ordre du millième de seconde de degré, soit plus de dix fois mieux que la précision au sol, ainsi que des mesures également très précises de l’éclat apparent (magnitude apparente) des étoiles observées. Une nouvelle analyse des données du satellite utilisant les moyens de l’informatique moderne et une meilleure compréhension de la dynamique du satellite a même permis, en 2007, d’obtenir une précision astrométrique améliorée d’un facteur 2,2 pour les étoiles les plus brillantes du programme. Enfin, un autre catalogue a été élaboré à partir des mesures de position effectuées par les « repéreurs d’étoiles » d’Hipparcos (dispositifs ayant servi à repérer les étoiles à observer par le satellite). Une première version, Tycho, a été publiée en 1997, puis une seconde, Tycho-2, en 2000. Cette seconde analyse des mêmes données a permis d’obtenir les positions et les couleurs de plus de 2 millions d’étoiles, ainsi que, par comparaison avec d’anciens catalogues de positions, des mouvements propres deux à trois fois moins précis que ceux du catalogue Hipparcos, mais pour un nombre beaucoup plus élevé d’étoiles. Ces catalogues sont restés les seules références en ce domaine jusqu’à la publication, en septembre 2016, du premier catalogue de Gaia, seconde mission de l’ESA entièrement consacrée à l’astrométrie, décidée et réalisée à la suite du succès d’Hipparcos.