Contributions aux missions d'interférométrie spatiale consacrées à l'astrométrie globale : application à l'étude du potentiel gravitationnel de la galaxie

Contributions to space interferometry missions dedicated to global astrometry. Application to the study of the gravitational potential of the galaxy

• Auteur / Autrice : Sacha Loiseau
• Direction : Jean Kovalevsky
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astrophysique et techniques spatiales
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Interférométrie

Astrométrie

Résumé

Un interféromètre spatial de taille moyenne (entre 3 et 10 mètres de base) possède un potentiel astrométrique qui devrait lui permettre d'améliorer les performances du satellite Hipparcos d'un facteur 100 au moins. Deux grands projets d'interféromètres spatiaux consacrés à l'astrométrie globale sont en ce moment à l'étude: GAIA, un projet européen visant à observer 50 millions d'objets avec une précision de l'ordre de 20 microsecondes d'angle et OSI/SIM, un projet américain devant observer quelques dizaines de milliers d’étoiles avec une précision de l'ordre de la microseconde d'angle. Pour des raisons provenant de la rotation continuelle du satellite, chacun des 2 ou 3 interféromètres identiques qui constituent GAIA, doit avoir un champ de l'ordre de 1 degré. Je présente une configuration optique pour un interféromètre de Fizeau de 2,5 mètres de base ayant un champ cophase de près de 1 degré et satisfaisant certaines contraintes, en particulier celles imposées par le lanceur Ariane V. Cet interféromètre, très compact (2,5 x 3 m), est étudié du point de vue astrométrique: ses tolérances aux perturbations extérieures sont calculées en termes de visibilité des franges d'interférences. Le concept d'OSI/SIM est radicalement diffèrent et présente, à première vue, une lacune qui pourrait sembler rédhibitoire pour la pratique de l'astrométrie globale: les 3 interféromètres de Michelson qui constituent l'instrument, sont alignés et ne possèdent donc pas d'angle de base, comme Hipparcos ou GAIA. Je montre que les dispositifs de mesure de distance ultra-précis, par interférométrie laser hétérodyne, peuvent pallier cette déficience. Des simulations d'astrométrie globale sur une grille de plus de 100 étoiles sont menées. Elles prouvent qu'un gain d'un facteur de l'ordre de 10 peut être envisagé sur la précision astrométrique finale si une méthode de réduction globale de données est implantée. Enfin, j'expose une méthodologie de traitement de données astrométriques destiné à la détermination de la force de rappel gravitationnel perpendiculaire au plan galactique. Je donne les limites des données fournies par Hipparcos pour cette application, et disserte sur le besoin de données plus abondantes et plus précises.