Astronomie

Cheops, un ambitieux petit télescope d'origine bernoise

L’instrument principal de la mission européenne Cheops est en cours de fabrication à l’Université de Berne. Ce petit appareil devra traquer et décrire avec précision certains types d’exoplanètes après son lancement en 2018

A l’Institut des sciences exactes de Berne règne une ambiance à la fois calme et effervescente. «Serons-nous la première génération à découvrir d’autres planètes similaires à la Terre et qui potentiellement hébergent la vie?» se questionne Christopher Broeg, chef du projet Cheops (acronyme anglais pour Satellite de caractérisation d’exoplanètes).

Avec un budget de 105 millions d’euros, Cheops est un programme modeste. Sélectionné en 2012 par l’Agence spatiale européenne (ESA) parmi 26 autres propositions, il est piloté par la Suisse, première contributrice financière, aux côtés de dix autres pays. Comme son nom l’indique, Cheops analysera les caractéristiques physiques des planètes en dehors du système solaire. Pour cela, à la fin de 2018, un télescope spatial d’un poids d’environ 280 kg sera lancé en orbite autour de la Terre pour observer les étoiles les plus lumineuses.

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Le télescope gravitera pendant trois ans et demi à 700 km du sol et fera un tour complet de la Terre en 100 minutes. L’analyse des planètes est basée sur la «méthode du transit». «Quand une planète tourne autour de son soleil, il se peut qu’elle passe entre nous et l’étoile, en cachant une petite partie de sa surface», explique Willy Benz, directeur du pôle de recherche national PlanetS à l’Université de Berne et fondateur du projet.

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«Cheops vise à mesurer les légères variations de luminosité des étoiles quand elles sont partiellement occultées par les planètes en transit. Cela permettra de déduire le rayon de la planète. Grâce à ces mesures combinées à d’autres examens, on pourra déterminer la densité moyenne de la planète et, par là, si elle est faite de roche, de glace ou de gaz. Autrement dit, si elle ressemble à la Terre, à Neptune, ou à Jupiter.»

Une partie des étoiles à observer sont choisies avant que le télescope ne prenne son envol. «Nous comptons en sélectionner environ 500, poursuit Willy Benz. Il s’agit d’étoiles assez lumineuses, car leur brillance permettra de mieux caractériser les variations de lumière produites par le passage des planètes et, par conséquent, d’obtenir des mesures plus précises.» Pour éviter que la lumière du Soleil réfléchie par la Terre ne pénètre dans le télescope et ne fausse les observations, le télescope effectuera ses mesures en observant toujours des étoiles se situant au-dessus de la face sombre de la Terre.

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La précision de la mesure de l’intensité de la lumière étant au cœur du projet, le télescope devra, de plus, être d’une propreté irréprochable. «Les grains de poussière réfléchissent la lumière, précise Willy Benz, ce qui peut interférer avec les mesures.» C’est pourquoi l’assemblage du télescope se fait en salle blanche, une pièce ultra propre dans laquelle il faut porter une tenue spéciale pour ne pas contaminer les différents composants ainsi que le lieu.

En ce mois de juin la construction du télescope a pris quelques mois de retard. La conception et la réalisation doivent frôler la perfection. En effet, comme les autres télescopes spatiaux, une fois lancé dans l’espace, Cheops ne pourra plus être modifié. Toutes ses parties, qu’elles soient optiques, mécaniques ou électroniques, doivent être calibrées et testées avant le grand voyage. Au sous-sol de l’institut se trouve un local appelé la «grande salle» où sont simulées différentes conditions spatiales. Une grande machine permet de créer un quasi vide interplanétaire, de faire passer la température de -90°C à +140 °C, et de simuler des radiations solaires comme si on était sur Mercure. Puis, tout au fond, se trouve une pièce plus petite dont la porte doit rester fermée. Là ont lieu les tests de vibration.

«Tout le monde a peur de nous, explique en souriant Daniel Schaedeli, ingénieur responsable de ce test, car ici le matériel peut se casser. L’instrument à tester est fixé sur une plaque vibrante qui se déplace avec une fréquence variant entre 20 et 2000 hertz, ce qui est relativement modeste, comparable à ce qu’on ressent lorsqu’on fait du VTT sur un sol plein de pierres. Par contre, ce mouvement crée des accélérations importantes au niveau de l’instrument reproduisant ainsi les conditions que connaîtra le satellite lors du lancement.»

Cheops devrait être prêt pour le premier trimestre 2018. Le satellite en lui-même est construit par Airbus en Espagne, et d’autres entreprises, dont le lausannois Almatech, sont également impliquées dans le projet. Le lancement est prévu pour la fin 2018 à Kourou, en Guyane française. 20% du temps d’observation de Cheops sera à disposition de la communauté qui pourra proposer des observations sélectionnées par un comité d’experts. Les 80% du temps restant seront à disposition du consortium qui a construit le télescope et qui aura une année à disposition pour publier les mesures avant que celles-ci ne deviennent publiques.

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