CALET : un arrêt au CERN avant le départ pour l’espace
CALET est un télescope électronique qui va rejoindre la Station spatiale internationale (ISS) cette année. Des essais d’étalonnage actuellement menés sur une réplique de l’instrument installée au CERN, sur la ligne de faisceau H8, sont en voie d’achèvement. La charge utile sera ensuite transportée à bord d’un véhicule de transfert japonais pour être arrimée à la plateforme JEM-EF, d'où elle recueillera des données et explorera les hautes énergies du cosmos.
Le télescope CALET (CALorimetric Electron Telescope) est un détecteur conçu par une collaboration internationale dirigée par le Japon pour traquer les électrons, les noyaux et les rayons gamma présents dans le cosmos et fournir des mesures haute résolution de leur énergie. Grâce à ses deux instruments calorimétriques et à son système d’identification des particules, CALET réalisera des mesures extrêmement précises du spectre d’énergies de l’électron, entre 1 GeV et 20 TeV. « Parce qu’il détecte les électrons d’une énergie supérieure à 1 TeV, CALET pourrait être en mesure de découvrir leurs origines astronomiques, explique Shoji Torii de la Waseda University à Tokyo, chef de recherche de la collaboration CALET. Nous disposons actuellement d’un nombre de candidats élevé, mais aucune confirmation expérimentale n’a pu encore être apportée. »
Le spectre d’énergies des électrons de haute énergie pourrait aussi révéler des signatures de la matière noire. « D’après plusieurs modèles théoriques sur la matière noire, la forme de ce spectre pourrait être liée à la nature de la matière noire, confirme Pier Simone Marrocchesi, co-chef de recherche de la collaboration CALET et chef de l'équipe italienne impliquée dans l'expérience. Grâce à son excellente résolution en énergie et à sa capacité de distinguer les électrons des hadrons et les rayons gammas des particules chargées, nous sommes certains que CALET va contribuer à faire la lumière sur ces questions qui restent en suspens. »
CALET s’appuie sur des données importantes obtenues par d’autres expériences menées dans l’espace, parmi lesquelles Fermi, PAMELA, AMS et des instruments embarqués sur des ballons, ainsi que des expériences basées sur Terre, comme des télescopes atmosphériques d’imagerie Tchérenkov. La particularité de CALET étant sa capacité à mesurer l'énergie des particules cosmiques détectées, l’étalonnage de l’énergie des deux instruments calorimétriques est crucial pour l'expérience. On comprend donc pourquoi des essais d’étalonnage sont réalisés sur une réplique (quasi identique à l’instrument original, hormis certains systèmes de commandes de vol), laquelle a été installée sur la ligne de faisceau H8 du SPS à Prévessin, dans la zone Nord du CERN. « Le CERN nous offre l'occasion unique d'utiliser des faisceaux de haute énergie d'ions relativistes, explique Pier Simone Marrochesi. Bien que l’énergie de faisceau maximale pendant les essais en cours au CERN soit limitée à 150 GeV/n pour des éléments allant du deutérium à l'argon, et que, une fois dans l'espace, nous voulons détecter des particules de plus haute énergie, les mesures effectuées au CERN vont nous donner des informations essentielles sur le comportement de notre détecteur. »
Après les essais d’étalonnage, tous les regards se tourneront vers le Japon, où l'Agence aérospatiale japonaise (JAXA) est en train de terminer la préparation du H-II Transfer Vehicle (HTV), le véhicule de transfert qui amènera CALET jusqu’à l’ISS. Un bras robotisé, sur l’ISS, positionnera alors l’instrument sur la plateforme extérieure du module japonais KIBO. CALET devrait recueillir des données pendant environ cinq ans.