Euclid est la 2ème mission M2 (dite moyenne) du programme scientifique obligatoire Cosmic Vision de l’ESA, une mission d’astronomie et d’astrophysique sélectionnée au SPC du 04/10/2011, puis adoptée au SPC du 20/06/2012. C’est une mission principalement dédiée à la cosmologie, c’est-à-dire à l’étude de l’origine, de la nature, de la structure et de l'évolution de l'Univers qui va essayer d’accroître nos connaissances sur deux composantes encore mystérieuses de notre univers, l’énergie noire et la matière noire.

Le satellite Euclid, dont la maîtrise d’œuvre (Prime Contractor) a été confiée à Thales Alenia Space Italie (Turin), a quitté la Terre le 01/07/2023. L’objectif de cette mission est de cartographier tout un pan de l’Univers pour essayer d’avancer un peu plus sur notre connaissance des origines et de l’évolution de l’Univers. La mission a principalement deux buts. Le premier est de comprendre pourquoi l'expansion de l'Univers s'accélère sous l’effet de cette mystérieuse « énergie noire », (ou « sombre »). Le second est de cartographier la non moins mystérieuse « matière noire » (ou « sombre »), puisque bien qu’invisible directement à nos yeux et aux instruments, elle participe, avec la matière visible (étoiles, nébuleuses, …etc) aux effets de gravitation qui lient entre elles les étoiles au sein des galaxies et les galaxies au sein des amas. En observant toujours plus loin, donc en remontant plus loin dans le temps, Euclid tentera de reconstruire l’évolution de notre univers au cours des 10 derniers milliards d’années sous les effets antagonistes de la matière noire et de l’énergie noire.

Au cours de sa mission nominale de 6 ans, Euclid doit observer à peu près un tiers de la voûte céleste, soit un peu moins de 15 000 degrés², le reste étant occulté par le plan galactique (disque dans lequel tournent les galaxies de la Voie Lactée) et par le plan de l’écliptique (disque dans lequel tournent les planètes de notre système solaire). À ce relevé s'ajouteront des observations environ 10 fois plus profondes pointant vers trois champs situés près des pôles écliptiques, un au nord couvrant 20 degrés² et 2 au sud couvrant chacun 10 degrés². Ils seront visités régulièrement pendant toute la durée de la mission, et serviront de données d'étalonnage et de contrôle de stabilité des performances du télescope et des instruments, ainsi que de données scientifiques pour l'observation des galaxies et des quasars les plus lointains de l'Univers.

Le satellite Euclid - Credit: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA.
Background galaxies - Credit: NASA, ESA, and S. Beckwith (STScI) and the HUDF Team, CC BY-SA 3.0 IGO

Euclid observera donc des milliards de galaxies et l’évolution des grandes structures de l’univers à travers les âges jusqu’à 10 milliards d’années dans le passé, dans le domaine visible et proche infrarouge (longueur d’onde de 550 à 2000 nm). Pour ce faire, il est prévu de déterminer les décalages spectraux vers le rouge (appelé redshift et noté z) des sources observées par des méthodes spectrométriques et photométriques issues de mesures instrumentales et complémentées, pour les mesures photométriques, par l’assistance de télescopes terrestres pour des mesures dans le domaine visible.

Avec son immense couverture céleste et ses catalogues de milliards d'étoiles et de galaxies, l’intérêt scientifique des données de la mission dépasse le cadre de la cosmologie. Cette base de données abondera en sources l'ensemble de la communauté astronomique mondiale pour des décennies et constituera un réservoir d'objets astronomiques nouveaux pour des observations avec les télescopes le JWST, l'E-ELT, le TMT, ALMA, SKA ou le Vera C. Rubin Observatory.

Pour réaliser ce colossal travail de cartographie, Euclid aura à son bord 2 instruments, un spectrophotomètre proche infrarouge appelé l’instrument NISP (Near Infrared Spectro Photometer) et un imageur travaillant dans le domaine visible, l’Instrument VIS (VISible Instrument), développés par un consortium international dirigé par la France, plus précisément par l’Institut d’Astrophysique de Paris (IAP/CNRS). Le consortium Euclid regroupe plus de 2 200 personnes (dont 425 en France) réparties dans environ 250 laboratoires (dont 40 en France) de 16 pays.