sciences spatiales et préparation de l`avenir.

SCIENCES SPATIALES ET
PRÉPARATION DE L’AVENIR.
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PAGE 56 RAPPORT D’ACTIVITÉ 2006

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L’année 2006 s’est terminée par un beau succès dans le domaine de l’étude et de
l’exploration de l’Univers avec le lancement réussi du satellite Corot le 27 décembre.
Corot va étudier pendant plus de 30 mois les pulsations des étoiles et rechercher
systématiquement des planètes autour de dizaines de milliers d’étoiles. Cette mission spatiale
ouvre la voie à de futurs projets très ambitieux visant à identifier des planètes extrasolaires
pouvant abriter une forme de vie.
Par ailleurs, le succès du lancement de Corot qualifie le modèle Soyouz 2-1B qui doit lancer les futures
missions scientifiques spatiales européennes : Gaia, ExoMars, Bépi Colombo, Solar Orbiter.
Dans le prolongement du séminaire de prospective scientifique de 2004 et des premières études entreprises
depuis, le CNES a poursuivi en 2006 une activité vigoureuse d’avant-projets, notamment : vol en formation
(Simbol X, en coopération avec l’Italie), petites plateformes (Svom, en coopération avec Chine) et microsatellites
(Taranis et Smese). De plus, des activités de consolidation ont été menées pour préparer les futures
contributions françaises à la composante sol de Gaia et à l’instrumentation embarquée sur la mission ExoMars.
Enfin, le CNES a apporté son support aux laboratoires scientifiques nationaux qui se préparent à répondre au
futur appel à propositions
Cosmic Vision de l’ESA.
A LA RECHERCHE
D’UNE FORME
DE VIE
dans l’Univers

ASTROPHYSIQUE.
Corot est parti à la recherche
de nouveaux mondes
Le satellite Corot (COnvection, ROtation et Transits planétaires) a été
lancé avec succès le mercredi 27 décembre 2006 par un lanceur
Soyouz, depuis le cosmodrome de Baïkonour au Kazakhstan. Grande
première mondiale, cette mission du CNES étudiera pendant près de
trois ans la sismologie stellaire et recherchera de possibles exoplanètes
(planètes gravitant autour d’étoiles autres que le Soleil). Ce satellite
utilise la plateforme multimission Protéus développée par le CNES.
Après son lancement, Corot a été mis progressivement en
configuration opérationnelle par les équipes techniques du CNES au
Centre spatial de Toulouse. La première image a été réalisée dans la
nuit du 17 au 18 janvier 2007 et traitée au centre de mission Corot du
CNES. Trois mois après son lancement, la recette en vol a confirmé le
bon fonctionnement de la plateforme et du télescope.
Du cœur des étoiles aux exoplanètes
Le projet Corot a été proposé en 1993 par la communauté scientifique
française mais la phase de développement n’a démarré que début
2001. Il a fait l’objet d’une coopération internationale, organisée par la
France, à laquelle ont participé l’Allemagne, l’Autriche, la Belgique,
l’Espagne, l’Esa et le Brésil. D’éminents laboratoires français sont à
l’origine de cette mission et travaillent aujourd’hui au traitement
scientifique des données : le Laboratoire d’études spatiales et
d’instrumentation en astrophysique (LESIA) de l’Observatoire de Paris,
l’Institut d’astrophysique spatiale (IAS) à Orsay, le Laboratoire
d’astrophysique de Marseille (LAM) et l’Observatoire Midi-Pyrénées
(OMP) à Toulouse.
Corot est la première mission spatiale de photométrie stellaire de très
haute précision. Un de ses atouts majeurs est l’observation
ininterrompue d’un même champ d’étoiles sur des périodes qui
peuvent atteindre six mois. La communauté scientifique attend
beaucoup de cette mission :
•La recherche de planètes extrasolaires en détectant leur transit
devant leur étoile. Depuis la découverte de la première exoplanète en
1995, les détections se multiplient. On en connaît aujourd’hui plus
de 200. L’originalité de Corot est sa capacité à découvrir de
nombreuses planètes de toutes tailles, jusqu’à quelques masses
rocheuses, et à entreprendre l’inventaire systématique de ces objets.
•L’étude de la structure interne des étoiles grâce à l’observation des
micro-vibrations qui animent leur surface. Ces mouvements sont en
effet caractéristiques des modes propres d’oscillation des étoiles, qui
sont eux-mêmes caractéristiques de leur structure interne.
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Des enjeux importants pour l’astronomie
Pour beaucoup de chercheurs français et d’ingénieurs du CNES, le
lancement réussi de Corot représente l’aboutissement d’une
douzaine d’années de travail intensif. Corot est placé à 900 km de
la Terre sur une orbite circulaire inclinée de 90° par rapport à
l'équateur. Cette position lui permet d’observer une même zone du
ciel pendant 150 jours d’affilée sans jamais être gêné ni par la
Terre ni par le Soleil.
Le satellite Corot étudiera le comportement vibratoire d'une
centaine d'étoiles afin de déterminer leur âge et leur composition.
Il s’agit d’un enjeu fondamental pour l’astronomie : c’est dans les
étoiles, à différents stades de leur évolution, que se forment les
éléments chimiques de l’Univers.
En se lançant également à la découverte de nouvelles planètes,
Corot devrait confirmer l’existence de corps célestes telluriques
comparables, par leurs propriétés physiques, aux planètes
rocheuses du système solaire. Pour cela, le satellite utilisera la
méthode des transits, c’est-à-dire qu’il détectera les planètes
lorsqu’elles passeront devant leur étoile mère en occultant une
partie de la lumière reçue par le télescope.

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Simbol X, précurseur des vols en formation
Simbol X, observatoire astrophysique dans le domaine des rayons X de
haute énergie, met en œuvre la technique innovante du vol en formation.
La charge utile est un télescope spatial dont les miroirs réflecteurs sont
portés par un satellite, fourni par l’Agence spatiale italienne, et dont les
détecteurs sont placés sur un second satellite situé à une trentaine de
mètres, fourni par le CNES.
Suite aux études de phase 0 conduites par le CNES en 2005-2006, les
deux partenaires ont décidé de réaliser une étude de phase A commune
qui se terminera à l’automne 2007. Simbol X, qui opère dans la gamme
de 0,5 à 70 keV, met en œuvre pour la première fois une optique
focalisatrice au-delà de 10 keV. Cette caractéristique lui confère une
sensibilité et une résolution angulaire deux fois meilleures que celles des
dispositifs utilisés jusqu’à présent dans le domaine des rayons X durs.
Traiter les données de la mission Gaia, un défi
d’envergure
C’est un véritable flot d’informations que déversera le satellite Gaia
quand il commencera à remplir sa mission vers fin 2011 : permettre
de créer une carte tridimensionnelle de la voie lactée identifiant plus
d’un milliard d’étoiles. Le traitement scientifique au sol de ces grands
volumes de données, à la charge de la communauté scientifique
Préparation du futur : le vol en formation
Simbol X est la première mission scientifique dont l’instrumentation
sera distribuée sur deux satellites volant en formation, c’est-à-dire dont
les positions et les orientations relatives sont mutuellement asservies.
Le vol en formation nécessite, en particulier, la maîtrise de la métrologie
relative par radiofréquence.
Celle-ci est indispensable pour l’acquisition de la formation, la
modification de sa géométrie, l’évitement de collisions, la navigation
dans la phase de déploiement et le positionnement dans la phase
opérationnelle.
Le CNES s’engage dans le programme suédois Prisma
Pour conforter sa maîtrise des technologies nécessaires aux vols en
formation, le CNES a saisi l’opportunité offerte par le projet Prisma
(Prototype Research Instruments and Space Mission technology
Advancement) de l’agence spatiale suédoise. Ce projet purement
technologique, dont le lancement est prévu en 2009, a pour objectif
principal la démonstration en orbite de techniques avancées de rendez-
vous et de vol en formation. Le CNES participera à ce projet en
fournissant les équipements de métrologie radiofréquence et les
algorithmes de calcul qui seront intégrés au logiciel de vol de Prisma.
européenne, représente un défi scientifique et technique d’envergure.
Les scientifiques français sont très fortement engagés dans ce projet.
Le CNES apportera une contribution essentielle au développement ainsi
qu’à l'exploitation du système de traitement et d'analyse des données.
La phase A, conduite par le CNES, a permis de dimensionner cette
contribution. Le CNES a développé les simulateurs de données. Il
est convenu qu’il hébergera le centre de traitement des données
spectroscopiques et des paramètres astrophysiques.

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Système
SOLAIRE.
Les observations de la sonde européenne Mars
Express
Les observations minéralogiques du spectro-imageur français
Oméga, réalisé par l’IAS et le Lesia, ont permis de confirmer les
variations dans le temps de l’état de la planète Mars. Elle a connu une
période chaude et humide dans ses premiers 500 millions d’années,
révélée par la présence de phyllosilicates (argiles). Par la suite, le
volcanisme a généré un environnement acide qui a produit des
sulfates. Après la perte de son atmosphère, peut-être sous l’action du
vent solaire dont l’arrêt du champ magnétique interne ne protégeait
plus la planète, Mars est devenue une planète froide et sèche avec
quelques périodes humides de courte durée (résultats publiés dans
la revue « Science »).
Cassini et Huygens poursuivent leur mission…
titanesque
La seconde phase d’analyse des données scientifiques et techniques
de la sonde Huygens a débuté en mai 2006 et doit durer une année.
Le 22 juillet, Cassini a effectué une cartographie radar de la région
proche du pôle nord de Titan et découvert un grand nombre de lacs
de tailles variées, constituées probablement d’un mélange de
méthane et d’éthane liquide. Plusieurs dizaines de lacs apparaissent
totalement noirs sur les images radar, dont le plus grand atteint
environ 100 km de long.
Sur l’initiative de l’équipe européenne du magnétomètre, des
observations spécifiques ont été menées sur le satellite de Saturne
« Encelade », révélant une surprenante émission de vapeur d’eau.
Les analyses suggèrent la présence de poches d’eau liquide à faible
profondeur sous la surface.
Vénus Express : la voisine de la Terre se dévoile
Vénus Express s’est insérée en orbite vénusienne le 11 avril 2006
pour atteindre son orbite de travail début juin. Le spectromètre-
imageur franco-italien Virtis (réalisé par le LESIA) a observé le pôle
sud de Vénus à haute altitude. Un double vortex nuageux au-dessus
du pôle a été détecté pour la première fois. Alors qu’un vortex avait
déjà été identifié au-dessus du pôle nord, ce système double au sud
n’avait jamais été observé. L’interprétation de l’existence de cette
structure devrait permettre de mieux comprendre le comportement
particulier de l’atmosphère de Vénus et, notamment, le phénomène
de super-rotation qui fait évoluer l’atmosphère autour de la planète en
quatre jours. Virtis a observé pour la première fois la surface de Vénus
dans des fenêtres atmosphériques situées dans l’infrarouge.