Corot Du cœur des étoiles aux planètes habitables

Corot
Du cœur des étoiles aux planètes habitables
La mission Corot (Convection, Rotation des étoiles et Transits des planètes extrasolaires)
est une mission de photométrie stellaire de très grande précision répondant à deux objectifs
scientifiques : « voir » l’intérieur des étoiles et rechercher des planètes extrasolaires
telluriques, tous deux enjeux majeurs de l’astronomie. Le lancement de Corot est prévu
fin 2006. La durée de la mission scientifique est prévue pour 2,5 ans.
LES OBJECTIFS SCIENTIFIQUES DE LA MISSION COROT
Rechercher des planètes extrasolaires telluriques
L’existence de planètes autour d’étoiles autres que le Soleil n’a été confirmée que par des observations récentes (1995), et si près de
200 planètes ont été découvertes à ce jour, il s’agit dans la grande majorité des cas de planètes géantes gazeuses. Avec la mission
Corot, grâce à la grande précision photométrique de l’instrument et à la longue durée des observations (jusqu’à 150 jours), il devient
possible de détecter des planètes plus petites et peut-être telluriques, comme le sont les planètes internes du Système solaire
(Mercure, Vénus, la Terre et Mars).
Pour détecter ces planètes Corot étudie l’intensité lumineuse des étoiles. La présence d’une planète est révélée par une très faible
diminution de l’intensité lumineuse d’une étoile de manière périodique. C’est-à-dire à chaque fois que la planète passe devant son
étoile.
Corot pourra détecter des « petites » planètes (mais quand même 2 à 3 fois plus grosses que la Terre) dans un domaine de distance
à l’étoile s’étendant jusqu’à la zone dite « habitable », zone où la température de surface de la planète est compatible avec la présence
d’eau liquide, mais aussi des planètes géantes gazeuses, complétant ainsi les découvertes actuelles. La méthode photométrique mise
en œuvre, appelée « méthode des transits », permet de déterminer certains caractéristiques des planètes comme par exemple leur
diamètre. Ces caractéristiques ne peuvent être obtenues avec la méthode dite des «vitesses radiales » , méthode qui depuis les
télescopes terrestres a permis de détecter la grande majorité des planètes extrasolaires connues à ce jour.
Voir l’intérieur des étoiles
Depuis les années 30 où elle a commencé, l’étude physique des étoiles a connu un succès considérable et a permis d’approfondir
nos connaissances sur leur structure et leur évolution. Le Soleil, étoile la plus proche de nous, a notamment livré ses secrets depuis
seulement deux décennies, et cela très parcimonieusement. Le Soleil étant une étoile ordinaire de notre Galaxie (Voie Lactée), il
est naturel de généraliser l’étude aux autres étoiles et de chercher à détecter leurs oscillations et mesurer leurs fréquences. La
physique de l’intérieur des étoiles est encore très mal connue. Le cœur de la modélisation s’appuie sur des hypothèses concernant
entre autres, les processus de transport de chaleur et en particulier la convection, mais aussi la circulation méridienne induite par la
rotation. La sismologie est le moyen pratiquement unique (avec l’observation des flux de neutrinos) de sonder l’intérieur des étoiles
et consiste à observer leurs modes propres d’oscillation qui permet d’accéder à l’état physique interne.
LA CHARGE UTILE DU SATELLITE COROT
Corot est un satellite d’astronomie utilisant la plateforme Protéus (Plateforme Reconfigurable pour l’Observation, pour les Télécommunications
et les Usages Scientifiques).
Développée conjointement par le CNES et Alcatel Alenia Space pour de petits satellites, cette plateforme permet des missions diverses
dans le domaine de l’observation de la Terre ou de l’Univers. Elle fournit toutes les ressources utiles au satellite pour le bon déroulement
de sa mission, comme le contrôle de la trajectoire et de l’attitude, l’apport d’énergie ou la communication avec la Terre.
La charge utile de Corot (d’une masse de 300 kg) est constituée :
• d’un télescope à deux miroirs équipé d’un baffle cylindrique de grande dimension (équivalent à un pare-soleil d’appareil
photo) qui permet de minimiser la lumière parasite terrestre ;
• d’une caméra composée d’un objectif dioptrique et d’un bloc focal équipé de quatre détecteurs CCD à transfert de trame
(2048 x 4096) avec, sur la voie « exoplanètes », un bi-prisme disperseur permettant l’acquisition de courbes de lumière en
trois couleurs ;
• d’une case à équipements abritant l’électronique d’acquisition et de prétraitement de l’information photométrique à bord.
La précision de pointage, de l’ordre de 1/10000e de degré, représente une réelle avancée dans le domaine. Le télescope dispose
d’un baffle lui permettant d’observer à 20 degrés du limbe terrestre avec une atténuation exceptionnelle de la lumière parasite (10-12).
Décembre 2006
LES CARACTERISTIQUES DE L’INSTRUMENT
Diamètre de pupille : 27 cm
Détecteurs : 4 matrices CCD 2048 x 4096
Champ de vue : 3,1 x 2,7 °
Moitié pour la sismologie
Moitié pour les exoplanètes
Masse : 300 kg
Puissance : 150 Watts
Longueur (avec baffle) : 3,2 mètres
LE PROGRAMME D’OBSERVATION
Le satellite Corot est placé par un lanceur Soyouz (lancement dédié) sur une orbite inertielle (inclinaison de 90 degrés), à une altitude de 896 km. Cette orbite permet l’observation continue pendant plus de 150 jours de zones du ciel jamais occultées par la Terre.
Le satellite doit effectuer deux fois par an une opération de retournement, pour se protéger du Soleil lorsque celui-ci est sur le point
d’entrer dans le plan de l’orbite. Le programme central de la mission Corot consiste en l’observation successive de cinq champs de
ciel, pendant 150 jours chacun, permettant d’observer au total 50 étoiles pour la sismologie et 60 000 pour la recherche d’exoplanètes.
Plusieurs dizaines de détections de planètes sont attendues, dont des transits de planètes telluriques.
LA SYNERGIE LABORATOIRES / CNES
L’instrument est développé avec une équipe intégrée CNES et laboratoires du CNRS dont les principaux sont le Laboratoire d’Etudes
Spatiales et d’Instrumentation en Astrophysique (Observatoire de Paris-Meudon), le Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (Observatoire Astronomique de Marseille Provence) l’Institut d’Astrophysique Spatiale (Orsay) et l’Observatoire Midi Pyrénées (Toulouse).
Conception et réalisation de Corot :
Maître d’œuvre mission, système et composante sol : CNES
Architecte industriel plateforme et satellite : Alcatel Alénia Space
Maîtrise d’œuvre Instrument : CNES et laboratoires scientifiques
Télescope : Laboratoire d’Astrophysique de Marseille
Caméra, électronique, case à équipement, logiciel bord et bancs : Observatoire de Paris (Lesia)
Etalonnage de la caméra, prisme intégré dans le bloc focal : Institut d’Astrophysique Spatiale (Orsay) et Observatoire de Paris (Lesia)
DES PARTENAIRES EUROPEENS ET INTERNATIONAUX
Le projet Corot, dont les premières études ont démarré dès janvier 1994, est conduit en coopération avec de nombreux partenaires
européens et brésiliens, tant sur le plan scientifique que technique. La mission Corot est financée et développée en partenariat avec :
- l’Université de Vienne,
- le département des Sciences spatiales (SSD) de l’Estec,
- l’institut d’Astophysique d’Andalousie-Espagne,
- la Belgique,
- l’Agence Spatiale Européenne (Esa),
- l’Allemagne,
- le Brésil.
LA COMPOSANTE SOL OPERATIONNELLE
La composante sol opérationnelle comporte les quatre éléments suivants :
• Un réseau de stations principales d’émission/réception (TTCET) qui assure la réception de la télémesure et la transmission des
télécommandes au satellite. Une station sol secondaire implantée au Brésil est également prévue.
• un Centre de Contrôle et de Commande (CCC). Le CCC est implanté au CNES (Centre spatial de Toulouse).
• un Centre de Mission (CMC). Il utilise les moyens matériels et système d’exploitation du Centre Informatique du Centre Spatial
de Toulouse ; il sera opéré sur place pour les activités de mission, et depuis les laboratoires qui sont responsables de toute la
chaîne de traitement et de la programmation de l’instrument ;
• un réseau de transmission des données (DCN, Data Communications Network) qui doit assurer les échanges d’informations
entre les différents éléments de la composante sol : stations sol, centre de commande et de contrôle et centre de mission.
Décembre 2006