Les CHEOPS (CHaractérisantEXOPlanetsSsatellite) vient d'ouvrir le couvercle de son télescope. Le vaisseau spatial a été lancé le 18 décembre 2019 et a jusqu'à présent parfaitement fonctionné. En une ou deux semaines, nous avons pu obtenir nos premières images de l'instrument.
CHEOPS est une mission de l'ESA en partenariat avec l'Université de Berne en Suisse. Sa mission n'est pas de trouver des exoplanètes, mais de regarder de plus près les étoiles avec des exoplanètes connues, et de regarder ces planètes transiter devant leur étoile. Il surveillera ces transits avec un œil attentif et déterminera la taille de ces planètes avec plus d'exactitude et de précision. Cela conduira à de meilleures mesures de leur masse, densité et composition.
«… Nous nous attendons à pouvoir analyser et publier les premières images d'ici une à deux semaines.»
David Ehrenreich, scientifique du projet CHEOPS, Université de Genève
«Peu de temps après le lancement le 18 décembre 2019, nous avons testé la communication avec le satellite. Puis, le 8 janvier 2020, nous avons commencé la mise en service, c'est-à-dire que nous avons démarré l'ordinateur, effectué des tests et démarré tous les composants », explique Willy Benz, professeur d'astrophysique à l'Université de Berne et chercheur principal du Mission CHEOPS.
"Tous les tests se sont très bien déroulés", dit-il. "Cependant, nous attendions maintenant avec enthousiasme et avec un peu de nervosité la prochaine étape décisive: l'ouverture de la couverture CHEOPS", poursuit Benz.
Le capot a été ouvert à 7 h 38 le mercredi 29 janvier 2020. Le Centre des opérations de la mission de l'Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) de Madrid a envoyé l'ordre d'ouvrir le vaisseau spatial.
"L'ouverture du couvercle du déflecteur du télescope est une opération cruciale pour Cheops, permettant au télescope d'observer ses étoiles cibles, et nous sommes extrêmement heureux qu'il ait été effectué sans problème", a déclaré Nicola Rando, chef de projet Cheops ESA.
L'ouverture du couvercle marque le début d'une nouvelle série de tests et d'étalonnage. Le télescope a pris des centaines de photos alors que le couvercle était en place dans le cadre de l'étalonnage de l'instrument, et pour la prochaine phase de test, CHEOPS examinera les deux étoiles avec des exoplanètes et les étoiles sans.
"Au cours des deux prochains mois, de nombreuses étoiles avec et sans planètes seront ciblées afin d'examiner la précision de mesure de CHEOPS dans différentes conditions", explique Benz.
Cette phase est également importante pour l'équipe au sol du Mission Operation Center. Cela leur donne une chance de s'entraîner sur tous les aspects des opérations au sol.
«Les données brutes de CHEOPS sont traitées dans ce que l'on appelle le pipeline de réduction des données», explique David Ehrenreich, scientifique du projet CHEOPS à l'Université de Genève. Ehrenreich explique: «L'évaluation complète des capacités de CHEOPS et du segment sol prendra un certain temps. Cependant, nous nous attendons à pouvoir analyser et publier les premières images d'ici une à deux semaines. »
CHEOPS est l'une des nouvelles missions de l'ESA de classe S (petite classe). Ce sont des missions avec des budgets limités à 50 millions de dollars. CHEOPS est la première de ces missions et le Solar Wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer (SMILE), un effort conjoint avec la Chine, sera le prochain.
Il existe deux méthodes principales de détection des exoplanètes. La mission Kepler et la mission TESS utilisent la méthode du transit. La méthode de transit fait référence à une exoplanète voyageant ou transitant devant son étoile de notre point de vue. Le minuscule creux dans la lumière des étoiles peut être détecté, puis confirmé par d'autres télescopes.
L'autre méthode, et la première méthode à découvrir une exoplanète, était la méthode de la vitesse radiale. Cette méthode se concentre sur l'étoile et détecte de minuscules oscillations dans son mouvement lorsqu'une exoplanète en orbite tire dessus. Elle est également connue sous le nom de spectroscopie Doppler.
Une troisième méthode est l'observation directe, mais seules quelques-unes ont été directement observées.
La méthode de transit donne une bonne indication de la taille d'une exoplanète, mais pas de sa masse. Et la méthode de la vitesse radiale peut donner une bonne indication de la masse d’une planète, mais pas de sa taille. Peu des 4000 exoplanètes que nous connaissons disposent de données précises à la fois pour la taille et la masse. Cela rend difficile la détermination de leur densité et de leur composition. Le fait de savoir ces choses aidera à déterminer comment elles se sont formées et éclairera également la façon dont notre planète et notre système solaire ont vu le jour.
CHEOPS observera des étoiles hébergeant des exoplanètes pour mesurer les petits changements de leur luminosité dus au transit d'une planète. Les informations permettront des mesures précises et précises de la taille des planètes en orbite. CHEOPS ciblera les étoiles hébergeant des planètes dans la gamme de tailles de la super Terre à Neptune. En combinant les tailles avec les mesures de spectroscopie au sol existantes des masses planétaires, CHEOPS fournira une estimation de la densité apparente - une première étape vers la caractérisation des planètes en dehors de notre système solaire.
Au cours de sa mission de 3,5 ans, CHEOPS examinera les étoiles les plus brillantes à proximité qui sont connues pour héberger des exoplanètes.
CHEOPS pourra caractériser ces exoplanètes avec un nouveau niveau de précision. Ces résultats de CHEOPS mèneront à d'autres observations de suivi à l'avenir par des télescopes comme le James Webb Space Telescope, et par de grands télescopes au sol comme le 40 mètres Extremely Large Telescope actuellement en construction. Les capacités infrarouges de James Webb permettront également d’étudier en détail les atmosphères d’exoplanètes.
CHEOPS est en orbite autour des pôles de la Terre à une altitude de 700 km. Il est sur une orbite synchrone Sun et suit le terminateur. Elle est également appelée orbite de l'aube et du crépuscule, et le vaisseau spatial se dirigera toujours vers le côté nuit de la Terre. Cela limitera l'effet de la lumière directe du soleil et de la lumière du soleil réfléchie par la Terre sur les mesures de l'engin spatial.
CHEOPS est un instrument assez simple en son cœur. Il s'agit d'un type de télescope appelé télescope Ritchey-Chrétien, et il a une ouverture de 32 cm (12 pouces). Le télescope est refroidi passivement à une température de -40 degrés Celsius. Le vaisseau spatial est alimenté par des panneaux solaires qui servent également de bouclier solaire.
80% du temps d'observation CHEOPS sera consacré au programme d'observation du temps garanti (GTO) de CHEOPS. Cela signifie qu'il passera 80% de son temps à regarder des exoplanètes connues, ce qui rendra son fonctionnement très efficace.
«En ciblant des systèmes connus, nous savons exactement où regarder dans le ciel et quand, afin de capturer les transits d'exoplanètes de manière très efficace», explique Willy Benz, chercheur principal CHEOPS à l'Université de Berne, en Suisse. «Cela permet au CHEOPS de retourner à chaque étoile à plusieurs reprises au cours du temps de transit et d'enregistrer de nombreux transits, augmentant ainsi la précision de nos mesures et nous permettant d'effectuer une caractérisation de première étape de petites planètes - dans la Terre - à la taille de Neptune. "
Les 20% restants du temps d'observation seront mis à la disposition de l'ensemble de la communauté astronomique.
Plus:
- Communiqué de presse: Ouverture de la couverture du télescope spatial CHEOPS
- ESA: Objectifs scientifiques CHEOPS
- Space Magazine: le lancement de CHEOPS de l’ESA. Nous sommes sur le point d'en apprendre beaucoup plus sur les exoplanètes
