Voir la source de JEM-EUSO

{{À wikifier|date=septembre 2024}}
{{Infobox Programme spatial
| nom                         = JEM-EUSO
| image                       = EUSO SPB2 LAUNCH.jpg
| légende image               = Lancement de EUSO-SPB2 (Super Pressure Balloon II) par la collaboration JEM-EUSO, Mai 2023
| logo                        = JEM EUSO LOGO.png
| légende logo                = Logo de la Collaboration JEM-EUSO
| pays                        = [[Algérie]], [[Allemagne]], [[France]], [[Italie]], [[Japon]], [[Mexique]], [[Pologne]], [[Russie]], [[Slovaquie]], [[Suède]], [[Tchéquie]], [[USA]], [[Corée du Sud]], [[Espagne]], [[Roumanie]], [[Suisse]].
| agence                      = [[CNES]], [[European Space Agency]], [[NASA]], [[Agence spatiale italienne]], [[JAXA]]...
| financement                 =
| coordination                = 
| constructeur                = <!-- Wikidata : P176 -->
| objectifs                   = Détection de [[Rayons cosmiques]] d'ultra-haute énergie depuis l'espace.
| statut                      =
| coût                        = <!-- Wikidata : P2130-->
| nombre de missions          = 6
| capsule                     =
| lanceur                     = <!-- Wikidata : P375 -->
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'''JEM-EUSO''', [[Acronymie|acronyme]] de Joint Exploratory Missions for Extreme Universe Space Observatory, désigne un ensemble de projets d'[[télescope spatial|observatoires spatiaux]] de [[rayons cosmiques]] à ultra haute énergie (> 5x10{{19}} eV).

== Membres ==
	
Les missions sont réalisées conjointement par {{nobr|12 pays}} membres (Algérie, Allemagne, France, Italie, Japon, Mexique, Pologne, Russie, Slovaquie, Suède, Tchéquie, États-Unis) et {{nobr|4 pays}} associés (Corée du Sud, Espagne, Roumanie, Suisse)<ref>{{Lien web |titre=Collaboration {{!}} JEM-EUSO |url=https://www.jemeuso.org/collaboration/ |site=www.jemeuso.org |consulté le=2024-09-05}}</ref>.

== Objectifs ==

L'origine des rayons cosmiques d'ultra-haute énergie et leur nature sont aujourd'hui inconnues. En développant des observatoires performants, la collaboration JEM-EUSO souhaite obtenir une statistique suffisante pour identifier les sources à partir de l'analyse des directions d'arrivée de ces particules. Mais aussi de déterminer le flux de particules émises par ces mêmes sources<ref name="Santangeloobjecifs">{{Harvsp|Santangelo|2013|p=2-3|id=Santangelo2013}}</ref>.

Par ailleurs, la [[physique des particules]] impose une limite à l'énergie maximale que peuvent avoir les rayons cosmiques :  la [[limite de Greisen-Zatsepin-Kuzmin]] (ou GZK). Les missions JEM-EUSO proposent de préciser le spectre des particules proche de cette limite<ref name="Santangeloobjecifs" />.

Plus avant, les missions de la collaboration proposent également d'étudier les  [[Neutrino|neutrinos]] à très haute énergie, de découvrir des [[Rayon gamma|rayons gamma]] à très haute énergie et d'étudier de manière statistique les [[Champ magnétique|champs magnétiques]] galactiques et [[extragalactique]]s, encore mal connus<ref name="Santangeloobjecifs" />.

== Histoire ==

À la fin des années soixante-dix, la NASA lance un appel à projets et idées pour préparer la prochaine décennie dans le secteur de l'astrophysique des hautes énergies. [https://w.wiki/BAmr John Linsley] propose à cette occasion d'observer les [[Gerbe atmosphérique|gerbes atmosphériques]] générées par les rayons cosmiques pénétrant l'atmosphère depuis l'espace. Son projet intitulé SOCRAS (Satellite Observatory of Cosmic Ray Showers) restes malheureusement trop complexe à mettre en place pour l'époque et ne se concrétise pas<ref name=":1">{{Article|langue=en|nom1=The JEM-EUSO Collaboration|prénom2=J. H.|nom2=Adams|prénom3=S.|nom3=Ahmad|prénom4=J.-N.|nom4=Albert|titre=The JEM-EUSO mission: An introduction|périodique=Experimental Astronomy|volume=40|numéro=1|pages=3–17|date=2015-11|issn=0922-6435|issn2=1572-9508|doi=10.1007/s10686-015-9482-x|lire en ligne=http://link.springer.com/10.1007/s10686-015-9482-x|consulté le=2024-09-12}}</ref>.

SOCRAS est redécouvert en 1995 par Yoshiuki Takahashi. Ce dernier travaille alors sur des systèmes optiques de taille raisonnables, embarquable en vol. Takahashi contacte Linsley pour lui annoncer la faisabilité de son ancien projet. Ce dernier travaille désormais en Italie. Les deux partis s'associent donc et forment le projet Airwatch<ref>{{Lien web |langue=Anglais |auteur=E. Alippi & al. |titre=Airwatch: The fast detector |url=https://pubs.aip.org/aip/acp/article/433/1/353-357/996607 |site=pubs.aip.org |doi=10.1063/1.56120 |consulté le=2024-09-05}}</ref> qui deviendra plus tard EUSO (Extreme Universe Space Observatory). Parallèlement, les États-Unis élaborent la mission OWL (Orbiting Wide-angle Light-collector) à partir des résultats de Takahashi, mais le projet pourtant sélectionné par la NASA en 1996, ne sera pas développé<ref name=":1" />.

En 2000, l'[[European Space Agency|ESA]] sélectionne le projet EUSO et prévoit de l'installer sur le module [[Columbus (Station spatiale internationale)|Collumbus]] de l'ISS. En 2004, le projet passe avec succès la [[Ingénierie et technologie spatiale|phase A]] mais, à la suite de problèmes financiers, il sera finalement déprogrammé. Par ailleurs, le [[Accident de la navette spatiale Columbia|crash de la navette spatiale Columbia]] jeta de nombreuses incertitudes sur de nombreux programmes spatiaux à la même période<ref name=":1" />.

En 2006, les équipes américaines d'OWL et européennes d'EUSO s'associent sous le leaderhip d'Yoshiyuki Takahashi avec pour but d'installer cette fois leur expérience sur le module japonais de l'ISS : [[Kibō (Station spatiale internationale)|JEM]]. Ils renomment la mission JEM-EUSO pour Extreme Universe Space Observatory onboard Japanese Experiment Module. Le projet commence officiellement à [[RIKEN]] en 2006. Sous la supervision de l'agence spatiale japonaise ([[Agence d'exploration aérospatiale japonaise|JAXA]]), le projet repasse par une phase A où il est significativement amélioré. La collaboration se prépare alors à un lancement pour l'horizon 2016<ref name=":1" />.

Après l'[[accident nucléaire de Fukushima]] en 2011, la [[Agence d'exploration aérospatiale japonaise|JAXA]] doit se restructurer et la mission JEM-EUSO doit être déprogrammée au profit d'autres expériences plus en lien avec la situation<ref name=":1" />.

Malgré ce revers, des prototypes à échelle réduite destinés à mettre au point l'instrument de la mission JEM-EUSO sont assemblés et testés au sol (EUSO-TA, 2013<ref>{{Article|langue=en|prénom1=J. H.|nom1=Adams|prénom2=S.|nom2=Ahmad|prénom3=J. -N.|nom3=Albert|prénom4=D.|nom4=Allard|titre=Ground-based tests of JEM-EUSO components at the Telescope Array site, “EUSO-TA”|périodique=Experimental Astronomy|volume=40|numéro=1|pages=301–314|date=2015-11-01|issn=1572-9508|doi=10.1007/s10686-015-9441-6|lire en ligne=https://link.springer.com/article/10.1007/s10686-015-9441-6|consulté le=2024-09-05}}</ref>), puis en vol dans le cadre d'une mission aéroportée (EUSO-BALLOON, 2014<ref>{{Article|langue=en|prénom1=J. H.|nom1=Adams|prénom2=S.|nom2=Ahmad|prénom3=J. -N.|nom3=Albert|prénom4=D.|nom4=Allard|titre=The EUSO-Balloon pathfinder|périodique=Experimental Astronomy|volume=40|numéro=1|pages=281–299|date=2015-11-01|issn=1572-9508|doi=10.1007/s10686-015-9467-9|lire en ligne=https://link.springer.com/article/10.1007/s10686-015-9467-9|consulté le=2024-09-05}}</ref>) lancée par le [[CNES]]. Dans le même temps, l'agence spatiale russe [[Roscosmos|ROSCOSMOS]] propose d'intégrer JEM-EUSO à son programme KLYPVE (acronyme russe de rayon cosmique d'ultra-haute énergie) sous le nom de mission K-EUSO<ref>{{Article|langue=en|prénom1=Pavel|nom1=Klimov|prénom2=Matteo|nom2=Battisti|prénom3=Alexander|nom3=Belov|prénom4=Mario|nom4=Bertaina|titre=Status of the K-EUSO Orbital Detector of Ultra-High Energy Cosmic Rays|périodique=Universe|volume=8|numéro=2|pages=88|date=2022-01-29|issn=2218-1997|doi=10.3390/universe8020088|lire en ligne=https://www.mdpi.com/2218-1997/8/2/88|consulté le=2024-09-12}}</ref>. Cette fois, la Russie propose d'installer le dispositif développé pour la mission JEM-EUSO dans [[Nauka (Station spatiale internationale)|Nauka]], le module Russe de l'ISS. À ce stade, JEM-EUSO ne convient plus pour désigner la collaboration mais par souci de visibilité internationale, le nom désignant les chercheurs, les pays et les organisations impliquées doit rester le même. Pour ce faire, JEM, Japanese Experiment Module devient Joint Exploratory Missions.

Par ailleurs, lors du développement de cette collaboration, la mission TUS<ref>{{Article|prénom1=Christer|nom1=Fuglesang|titre=The EUSO program: Imaging of ultra‐high energy cosmic rays by high‐speed UV‐video from space|périodique=Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment|série=Imaging 2016|volume=873|pages=1–4|date=2017-11-21|issn=0168-9002|doi=10.1016/j.nima.2017.01.047|lire en ligne=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0168900217301080|consulté le=2024-09-05}}</ref> (Tracking Ultraviolet Setup) lancée par le programme KLYPVE est ajoutée au programme EUSO en 2018. Cette mission désigne le premier dispositif de détection des rayons cosmiques d'ultra-haute énergie placé en orbite en 2016 à bord du satellite [[Mikhaïl Lomonossov (satellite)|Mikhaïl Lomonossov]].

Grâce aux résultats encourageants d'EUSO-TA, EUSO-BALLOON, la collaboration perçoit des financements successifs pour améliorer et diversifier ses techniques de détections. D'abord avec EUSO-SPB (SPB : Super Pressure Balloon) en 2017, une version améliorée d'EUSO-BALLOON vole jusqu'à {{unité|38|km}} d'altitude<ref>{{Lien web |titre=EUSO-SPB: Extreme Universe Space Observatory - Super Pressure Balloon {{!}} EUSO-SPB |url=https://eusospb.uchicago.edu |site=eusospb.uchicago.edu |consulté le=2024-09-05}}</ref>. Puis avec MINI-EUSO, petit détecteur embarqué et installé sur l'[[Station spatiale internationale|ISS]] en 2019<ref>{{Article|langue=en|auteur1=Laura Marcelli|prénom1=Laura|nom1=Marcelli|nom2=JEM-EUSO Collaboration|titre=Mini Euso Experiment|périodique=conference scientifique, ICRC2023|pages=|date=2023-09-21|doi=10.22323/1.444.0001|lire en ligne=https://pos.sissa.it/444/001|consulté le=2024-09-05}}</ref> pour étudier plus précisément le background lumineux généré par la terre ; une étude essentielle avant le déploiement de K-EUSO<ref>{{Lien web |langue=en-US |titre=Mini-EUSO {{!}} JEM-EUSO Experiment |url=http://jem-euso.roma2.infn.it/?page_id=818 |site=jem-euso.roma2.infn.it |consulté le=2024-09-12}}</ref>. Enfin, en 2023, JEM-EUSO concrétise un troisième vol ballon lors de la mission EUSO-SPB2<ref>{{Chapitre|langue=en|prénom1=Johannes|nom1=Eser|prénom2=Angela V.|nom2=Olinto|prénom3=Lawrence|nom3=Wiencke|nom4=on behalf of the JEM-EUSO Collaboration|titre chapitre=Science and mission status of EUSO-SPB2|titre ouvrage=Proceedings of 37th International Cosmic Ray Conference — PoS(ICRC2021)|volume=395|éditeur=SISSA Medialab|date=2022-03-18|pages totales=404|doi=10.22323/1.395.0404|lire en ligne=https://pos.sissa.it/395/404|consulté le=2024-09-05}}</ref>.

La prochaine mission de la collaboration, EUSO-SPB3/PBR, est prévue pour 2027.

Aujourd'hui la collaboration a deux objectifs principaux. D'abord, placer un dispositif de détection de grande taille à bord de l'ISS, ce qui doit être réalisé par la mission K-EUSO. Et parallèlement, elle étudie la possibilité de développer ses propres satellites en élargissant son domaine d'étude, dans le cadre de la mission POEMMA<ref>{{Lien web |titre=The Department of Astronomy and Astrophysics {{!}} Probe of Extreme Multi-Messenger Astrophysics |url=https://astro.uchicago.edu/research/poemma.php |site=astro.uchicago.edu |consulté le=2024-09-12}}</ref>.

== Principe de détection ==

L'observation des rayons cosmiques se fait traditionnellement depuis des observatoires terrestres, soit en détectant et analysant les [[Gerbe atmosphérique|gerbes de particules]] produites par la collision du rayon cosmique avec l'atmosphère terrestre, soit en observant la [[fluorescence]] de l'atmosphère générée par le [[rayon cosmique]] incident. Pour détecter un nombre d'événements statistiquement significatifs, les observatoires terrestres doivent couvrir une très grande surface (à l'instar de l'[[Observatoire Pierre-Auger|Observatoire Pierre Auger]] d'une superficie de <math>3000 km^2</math>). JEM-EUSO propose de contourner cette contrainte en observant la fluorescence depuis des observatoires spatiaux. Chaque détecteur embarqué pointant vers le sol possède alors un très grand volume de l'atmosphère dans son [[champ de vue]].

== Missions ==

=== EUSO-TA (2013) ===

==== Mission ====
EUSO-TA pour Extreme Universe Space Observatory Telescope Array, est un télescope terrestre installé en 2013  sur le site du [https://w.wiki/BA8q Black Rock Mesa Telescope Array] (BRM-TA), dans [[Utah|l'Utah]]. Cette installation est utilisée pour tester la réponse des technologies développées par EUSO à diverses sources lumineuses (rayons cosmiques, lasers, nuages, météores...).

==== Caractéristiques techniques ====
Le système optique contient deux [[Lentille de Fresnel|lentilles de Fresnel]] de <math>1m^2
</math> fournissant au télescope un [[champ de vision]] de <math>10.6^o\times10.6^o</math>. Les rayonnements arrivant sur les lentilles sont focalisés sur le module photo-détecteur (PDM). Sa surface focale est composée de 36 tubes [[Tube photomultiplicateur|photo-multiplicateurs]] multi-nœuds [https://www.hamamatsu.com/jp/en/product/optical-sensors/pmt.html Hamamatsu] (MAPMT). Et chaque photo-multiplicateur est lui-même formé de 64 pixels/anodes, couverts par des filtres BG3. L'ensemble forme une caméra de 2304 pixels, à comptage de photon unique, orienté vers [[Azimut|l'azimut]] <math>\sim307^o</math><ref>{{Lien web |langue=en-US |titre=EUSO-TA {{!}} 		JEM-EUSO |url=https://www.jemeuso.org/missions/euso-ta/ |site=www.jemeuso.org |consulté le=2024-09-11}}</ref>. La surface de la caméra est de <math>17,3\times17,3cm^2</math><ref name=":0">{{Article|prénom1=G.|nom1=Abdellaoui|prénom2=S.|nom2=Abe|prénom3=J. H.|nom3=Adams|prénom4=A.|nom4=Ahriche|titre=EUSO-TA – First results from a ground-based EUSO telescope|périodique=Astroparticle Physics|volume=102|pages=98–111|date=2018-11-01|issn=0927-6505|doi=10.1016/j.astropartphys.2018.05.007|lire en ligne=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0927650518301191|consulté le=2024-09-11}}</ref>.

Les MAPMT sont regroupés par groupes de 4 dans des EC (Energetic Cells). Leurs signaux sont reçus par une carte [[Application-specific integrated circuit|ASIC]]. La carte découpe le temps en fenêtres appelées GTU pour Gate Time Unit de <math>2,5\mu s</math>. On appelle la GTU la résolution temporelle du télescope. Si deux événements captés par les MAPMT se succèdent à moins d'une GTU, le télescope ne peut pas les différencier<ref name=":0" />.

==== Résultats ====
En utilisant les déclenchements de BRM-TA, EUSO-TA a pu enregistrer 9 événements correspondant à des rayons cosmiques d'ultra haute énergie au cours de ses cinq premières campagnes d'observation<ref name=":0" />. D'autre part, le dispositif a également prouvé sa capacité à détecter des événements "lents" : [[Étoile|étoiles]], [[Météorite|météores]], lumière d'avion de ligne.

=== Euso-balloon (2014) ===

==== Mission ====
La mission EUSO-BALLOON est une mission en ballon lancée depuis la base de Timmins (Ontario, Canada), par la division ballon du [[Centre national d'études spatiales|CNES]]. Ce vol a permis de tester en vol — but de la collaboration JEM-EUSO — les technologies développées lors de l'expérience EUSO-TA.

==== Caractéristiques techniques ====
Le télescope d'EUSO-Ballon est constitué du même module de détection qu'EUSO-TA.

==== Résultats ====
EUSO-Balloon est lancé le 25 août 2014. Après avoir atteint une altitude flottante de {{unité|38|km}}, EUSO-Ballon a observé la lumière UV (longue d'onde comprise entre 290 et {{unité|500|nm}}) pendant plus de {{nobr|5 heures}}. Une mesure détaillée du nombre de [[Photoélectron|photo-électrons]] dans différentes conditions atmosphériques et au sol a été réalisée. Grâce à la simulation de la réponse de l'instrument et en supposant des modèles atmosphériques, l'intensité absolue de la lumière diffuse a été estimée. L'instrument a détecté des centaines de traces laser tirés par un hélicoptères volant au-dessous et présentant des caractéristiques similaires à celles des gerbes atmosphériques : ce sont les premières traces laser enregistrées, mesurées à partir d'un détecteur de fluorescence regardant vers le bas de l'atmosphère. La reconstruction de la direction des traces laser a été effectuée. Le vol à l'altitude de {{unité|38|km}} dura cinq heures<ref>{{Article|langue=en|prénom1=J. H.|nom1=Adams|prénom2=S.|nom2=Ahmad|prénom3=D.|nom3=Allard|prénom4=A.|nom4=Anzalone|titre=A Review of the EUSO-Balloon Pathfinder for the JEM-EUSO Program|périodique=Space Science Reviews|volume=218|numéro=1|pages=3|date=2022-02-01|issn=1572-9672|pmid=35153338|pmcid=PMC8807436|doi=10.1007/s11214-022-00870-x|lire en ligne=https://link.springer.com/article/10.1007/s11214-022-00870-x|consulté le=2024-09-30}}</ref>.

=== JEM-EUSO (2015/2020) : Déprogrammée. ===

==== Mission ====
[[Japanese experiment module|JEM]]-EUSO (pour Extreme Universe Space Observatory onboard Japanese Experiment Module) est un projet de mission spatiale permettant de mesurer l'énergie, la direction d'arrivée et la nature de particule primaire formant un rayon cosmique à ultra-haute énergie, depuis [[Station spatiale internationale|l'ISS]]. Ce télescope spatial devait également chercher des neutrinos ultra-énergétique, des photons et des particules exotiques<ref name="The JEM-EUSO mission: An introduction">{{Article|langue=en|nom1=The JEM-EUSO Collaboration|prénom2=J. H.|nom2=Adams|prénom3=S.|nom3=Ahmad|prénom4=J.-N.|nom4=Albert|titre=The JEM-EUSO mission: An introduction|périodique=Experimental Astronomy|volume=40|numéro=1|pages=3–17|date=2015-11|issn=0922-6435|issn2=1572-9508|doi=10.1007/s10686-015-9482-x|lire en ligne=http://link.springer.com/10.1007/s10686-015-9482-x|consulté le=2024-09-11}}</ref>.

'''Caractéristique technique'''

L'instrument JEM-EUSO devait être constitué d'une partie optique, d'un détecteur et de capteurs destinés à analyser le contexte (atmosphère, arrière-plan au sol). L'ensemble devait peser {{unité|1938|kg}} et consommer environ {{unité|1000|watts}} lorsqu'il aurait fonctionné de manière active<ref name="The JEM-EUSO mission: Context and status">{{Article|prénom1=A.|nom1=Santangelo|titre=The JEM-EUSO mission: Context and status|périodique=EPJ Web of Conferences|volume=53|pages=09001|date=2013|issn=2100-014X|doi=10.1051/epjconf/20135309001|lire en ligne=http://www.epj-conferences.org/10.1051/epjconf/20135309001|consulté le=2024-09-11}}</ref>. La partie optique était un télescope doté d'un champ optique de grand-angle (30°) permettant d'observer une vaste surface (environ 1,3 10<sup>5</sup> km{{2}}). Il était constituée de trois [[lentilles de Fresnel]] de {{nombre|2,65|mètres}} de diamètre qui permettaient d'obtenir le champ optique grand angle avec une résolution angulaire de 0,075°. La surface focale (superficie {{unité|4.5|m|2}}) était de forme sphérique (rayon de courbure de {{nombre|2,5|mètres}}) et d'un diamètre de {{nombre|2,3|mètres}}. Les lentilles devaient-être réalisées en [[polyméthacrylate de méthyle]]. Le détecteur était constitué de 5000 tubes [[Photomultiplicateur|photomultiplicateurs]] de type MAPMT (''multi-anode photo-multiplier'') à 64 bits comptant les photons individuellement avec une [[efficacité quantique]] d'environ 40%.

'''Déroulement de la mission''' 

L'instrument JEM-EUSO devait finalement être lancé vers 2020 par une fusée japonaise [[H2-B]] en tant que charge utile externe d'un [[cargo spatial]] [[H-II Transfer Vehicle|HTV]]. Une fois le vaisseau amarré à la Station spatiale internationale, l'instrument, transporté dans une configuration de stockage, doit être amarré sur un des points de fixation de la palette EF du module japonais. Cette opération est réalisée par un membre d'équipage de la station spatiale à l'aide du bras robotisé [[Canadarm 2]]. L'instrument doit fonctionner d'abord trois ans en étant pointé vers le nadir (la Terre) pour permettre la détection de particules ayant une énergie moindre. Cette phase permet de recouper les mesures effectuées avec celles des observatoires terrestres. Dans une phase ultérieure, l'instrument est incliné de 35° pour couvrir une surface plus importante et ainsi permettre la détection d'un nombre de particules à haute énergie statistiquement significatif<ref name="The JEM-EUSO mission: Context and status" />.

=== TUS (2016) ===

==== Mission ====
TUS (Tracking Ultraviolet Setup) est une mission satellitaire financée par l'agence spatiale russe ROSCOMOS. L'appareil est placé en orbite le 28 avril 2016 à bord du satellite Lomonosov par la fusée Soyouz 2.1<ref name=":2">{{Lien web |langue=en-US |titre=TUS {{!}} 		JEM-EUSO |url=https://www.jemeuso.org/missions/tus/ |site=www.jemeuso.org |consulté le=2024-10-07}}</ref>. Il s'agit du premier détecteur orbital destiné à la détection de rayons cosmiques à ultra haute énergie en mesurant la fluorescence et le rendement UV [[Effet Tcherenkov|Cherenkov]] de gerbes atmosphériques<ref name=":3">{{Article|prénom1=Dario|nom1=Barghini|prénom2=Mario|nom2=Bertaina|prénom3=Alberto|nom3=Cellino|prénom4=Francesco|nom4=Fenu|titre=UV telescope TUS on board Lomonosov satellite: Selected results of the mission|périodique=Advances in Space Research|série=Astrophysics of Cosmic Rays|volume=70|numéro=9|pages=2734–2749|date=2022-11-01|issn=0273-1177|doi=10.1016/j.asr.2021.11.044|lire en ligne=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0273117721008930|consulté le=2024-10-07}}</ref>.

==== Caractéristiques techniques ====
Le détecteur TUS se compose de deux parties principales : un [[Concentrateur solaire à miroir de Fresnel|miroir-concentrateur]] d'une surface de <math>2m^2</math> et un [[photodétecteur]] composé de 256 pixels, situé au [[Foyer (optique)|foyer]] du miroir. Le miroir-concentrateur est constitué d'un ensemble de 11 anneaux paraboliques qui focalisent un faisceau parallèle vers un point [[Focale|focal]]. L'épaisseur du miroir est de {{unité|3|cm}} et sa distance focale est de 1,{{unité|5|m}}. Le miroir est découpé en segments hexagonaux d'une diagonale de {{unité|63|cm}}. Les segments sont en plastique de carbone, soutenus par une plaque d'aluminium en nid d'abeille, recouverts d'un film d'aluminium et protégés par une couche de MgF2. La réflectivité de la surface du miroir à la longueur d'onde de {{unité|350|nm}} (moyenne de la fluorescence de l'atmosphère) est de 85%<ref name=":2" />.Le photodétecteur se compose de 16 amas, chacun fait de 16 photomultiplicateurs (PMT). Les PMT sont des R1463 de Hamamatsu<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Photomultiplier tube R1463 {{!}} Hamamatsu Photonics |url=https://www.hamamatsu.com/eu/en/product/optical-sensors/pmt/pmt_tube-alone/head-on-type/R1463.html |site=www.hamamatsu.com |consulté le=2024-10-07}}</ref>avec une cathode multi-alcaline de {{unité|13|mm}} de diamètre. L'[[Efficacité quantique de détection|efficacité quantique]] de la cathode des PMT est de 20 % pour une longueur d'onde de {{unité|350|nm}}.

L'exposition géométrique totale en mode EAS ([[Gerbe atmosphérique|Extended Air Shower]]) atteint environ <math>1550 km^2 sr. yr</math><ref name="The JEM-EUSO mission: An introduction" />.

==== Résultats ====
La mission TUS a permis d'observer environ {{nombre|80000 événements}} dans son mode principal, tout en explorant des phénomènes exotiques comme les [[Strangelet|strangelets]], les {{Lien|trad=Nuclearite|fr=Nuclearite|texte=nuclearites}}, et les [[Phénomène lumineux transitoire|événements lumineux transitoires]] (TLE). Grâce à la simulation ESAF, les chercheurs ont pu affiner la sélection d'événements provenant de [[Gerbe atmosphérique|gerbes atmosphériques]], obtenant des résultats clés pour l'étude des rayons cosmiques d'ultra-haute énergie. L'observation de phénomènes atmosphériques comme les TLE et a enrichi la compréhension des processus rapides dans la [[troposphère]] et l'[[ionosphère]]. De plus, TUS a détecté des météores et étudié les pulsations de l'ovale auroral grâce à ses observations du spectre UV ; confirmant la polyvalence de son système dans des environnements variés<ref name=":3" />.

== Références et notes ==
{{Références}}

=== Bibliographie ===

*{{Article | langue = en | prénom1=Yoshiyuki | nom1= Takahashi |et al.=oui | titre =The JEM-EUSO mission | périodique =[[New Journal of Physics]]  | volume= 11 | jour= 21  | mois =octobre  | année=2009 | pages=21  | url texte=https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0910/0910.4187.pdf | id=Takahashi2009 |DOI=10.1088/1367-2630/11/6/065009 }} 
*{{Article | langue = en | prénom1=M.D. Rodríguez | nom1=   Frías|et al.=oui | titre= The Atmospheric Monitoring System of the JEM-EUSO space mission | périodique =[[EPJ Web of Conferences]]  | volume= 89 | numéro=02007 | jour=  26  | mois =mars  | année=2015 | pages=6  | url texte=http://www.epj-conferences.org/articles/epjconf/pdf/2015/08/epjconf-atmo2014_02007.pdf | id= Frías2015 |DOI=10.1051/epjconf/20158902007  }} 
*{{Article | langue = en | prénom1=A. | nom1=   Santangelo|et al.=oui | titre= The JEM-EUSO mission: Context and status | périodique =[[EPJ Web of Conferences]]  | volume= 53 | numéro=09001 | jour=  23  | mois =juin  | année=2013 | pages=6  | url texte=http://www.epj-conferences.org/articles/epjconf/pdf/2013/14/epjconf_uhecr2012_09001.pdf | id= Santangelo2013 |DOI=10.1051/epjconf/20135309001  }}
*{{Article | langue = en | prénom1=M. | nom1=   Bertaina|et al.=oui | titre=Performances of JEM-EUSO | périodique =[[EPJ Web of Conferences]]  | volume= 53 | numéro=09002 | jour=  25  | mois =juin  | année=2013 | pages=7  | url texte=http://www.epj-conferences.org/articles/epjconf/pdf/2013/14/epjconf_uhecr2012_09002.pdf | id= Bertaina2013 |DOI=10.1051/epjconf/20135309002  }}
*{{Article | langue = en | prénom1=Kumiko | nom1=  Kotera| lien auteur1 = Kumiko Kotera |prénom2=Angela V | nom2=   Olinto |et al.=oui | titre= The Astrophysics of Ultrahigh Energy Cosmic Rays | périodique =[[Annual Review of Astronomy and Astrophysics]]  | volume= 49 | numéro=119-153 | jour=  22  | mois =janvier  | année=2011 | pages=44  | url texte=https://arxiv.org/pdf/1101.4256.pdf | id= Kotera2011 |DOI=10.1146/annurev-astro-081710-102620 }}

== Voir aussi ==
=== Articles connexes ===
* [[Rayon cosmique]]
* [[Observatoire Pierre-Auger]]
* [[Station spatiale internationale]]

=== Liens externes ===
* {{Autorité}}
* {{en}} [http://jemeuso.riken.jp/en/index.html Site officiel japonais]
* [https://jem-euso.lal.in2p3.fr/?page_id=96 Site français]
* [http://jemeuso.riken.jp/JEM-EUSO_pamphlet_fr.pdf Présentation en français de l'instrument]
* {{en}} [http://jemeuso.riken.jp/en/publications.html Liste de publications]
* {{en}} [https://indico.cern.ch/event/381134/contribution/900602/attachments/759368/1041637/AMS-CERN_Picozza.pdf Avancement actualisé (avril 2015) du projet JEM-EUSO]

{{Palette|Observatoires de rayons cosmiques|Station spatiale internationale|Programme spatial japonais}}
{{Portail|astronautique|astronomie}}

[[Catégorie:Programme spatial japonais]]
[[Catégorie:Expérience scientifique de la Station spatiale internationale]]
[[Catégorie:Observatoire de rayons cosmiques]]