Astronomie

Le télescope spatial suisse Cheops va traquer d’autres Terres

La construction du premier télescope spatial suisse se poursuit. Destiné à scruter les exoplanètes, il pourrait un jour découvrir une autre Terre située à des années-lumière. Lancement prévu début 2018

Les équipes d’ingénieurs et d’astronomes travaillant sur le satellite suisse Cheops ont beau avoir encore un certain temps devant elles, c’était bien de l’excitation et de l’enthousiasme qui régnaient hier à l’université de Genève lors du coup d’envoi du Cheops Science Workshop. Il faut dire que la quatrième édition de ce grand raout d’astronomes impliquées dans le projet sera peut-être aussi la dernière, avant un probable lancement de Cheops au deuxième trimestre 2018.

Un outil qui réserve des surprises

Imaginé en 2007, Cheops est le tout premier télescope spatial construit dans le cadre d’un projet suisse. Il a été sélectionné en 2012 après un appel à projet l’Agence spatiale européenne (ESA). Financé à hauteur de 105 millions d’euros (dont 50 de l’ESA et 33 de la Suisse, première contributrice), il réunit 11 partenaires européens. Sa mission: observer des centaines d’exoplanètes gravitant autour de leur étoile. Et, pourquoi pas, trouver une «deuxième Terre», quelque part dans la Voie Lactée.

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«Cheops permettra d’étudier les phénomènes de formation des exoplanètes, ainsi que leur structure, leur géophysique, ou encore la composition de leur atmosphère… C’est un tout nouvel outil dont les mesures nous réservent des surprises», s’enthousiasme Didier Queloz, astronome aux universités de Genève et de Cambridge et collaborateur du projet.

Découvertes en 1995 par les Genevois Michel Mayor et ce même Didier Queloz, les exoplanètes sont majoritairement détectées par les méthodes dites de vitesses radiales. Celles-ci permettent de calculer leur masse, mais pas leur rayon. Ce dernier est mesuré par une autre méthode, dite de transit, une mesure de la diminution de la luminosité de l’étoile observée lorsque l’une de ses exoplanètes passe devant. Une fois la masse et le rayon d’une exoplanète connus, on peut en déduire sa densité et donc sa composition.

Planètes en transit

Cheops, acronyme de «Characterizing Exoplanet Satellite», va justement scruter ces phénomènes de transit. Cela n’a rien d’une promenade de santé, comme l’a expliqué le responsable du projet Willy Benz, de l’Université de Berne: «Les exoplanètes ne sont que des grains de poussières passant devant leur étoile.» Le principal défi de la mission Cheops est donc d’atteindre une précision photométrique extrême, afin de pouvoir détecter avec certitude les infimes baisses de luminosité des étoiles. A un tel niveau de sensibilité, une des grandes difficultés est de se débarrasser d’un maximum de bruit, ces rayonnements parasites émis par les instruments ou les divers corps célestes.

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Le télescope en lui-même dispose d’un miroir de 32 centimètres de diamètre. Actuellement en construction, il pèsera 280 kilos une fois intégré au satellite. Cette phase d'intégration est réalisée en Espagne par Airbusm, mais d'autres tâches sont effectuées en Suisse: la structure porteuse ultra stable a été fabriquée par la société Almatech à Lausanne.

Le capteur photographique qui réalise les clichés des étoiles est de taille modeste, avec 1000 pixels de côté. Mais bon nombre d’images exploitées ne feront que 200 pixels de côté. «Cheops n’est pas un télescope d’imagerie, il sert à collecter les données des photons», justifie Willy Benz.

Un aspect important de la mission repose sur les contraintes d’orientation du satellite. «Cheops ne peut ni scruter le Soleil, ni même la Lune, qui réfléchit beaucoup de lumière. Il doit en outre éviter de regarder des étoiles à travers l’atmosphère terrestre», a expliqué Thibault Kuntzer, du Laboratoire d’astrophysique de l’EPFL. Ces contraintes prises en compte, Cheops gravitera en orbite héliosynchrone, comme beaucoup d’instruments travaillant en lumière visible. Il s’agit d’un type d’orbite dont le plan est toujours orienté dans la même direction par rapport au Soleil. Ainsi réglé, il fera le tour de la Terre toutes les 100 minutes. Cela lui permet ainsi de procéder à ses observations avec une luminosité constante. «C’est important car les mesures peuvent s’étaler sur des dizaines de jours» a souligné l’astronome.

Vers une agence spatiale suisse?

Chaque jour, Cheops enverra les données mesurées à un centre terrestre situé près de Madrid. Celles-ci seront archivées puis envoyées à l’Observatoire de Genève. «Mais il y en aura tellement que nous ne pourrons pas les analyser nous-mêmes», prévient Didier Queloz. Un logiciel, Quicklook, va donc s’occuper à leur place de cette tâche et effectuer un premier traitement. Après plusieurs étapes de correction et de calibration, les astronomes espèrent ainsi obtenir une courbe montrant la luminosité de l’étoile en fonction du temps. Et de là, en déduire la période de l’orbite, la taille de la planète, et même, sous certaines conditions, en tirer des informations sur la composition de son atmosphère.

«Cheops est sur un créneau unique, nous serons les premiers et les seuls à pratiquer ce type d’observations avec une précision près de 100 fois supérieure à celle des instruments au sol», se réjouit Didider Queloz. De quoi faire rayonner le spatial Suisse, qui signe là son premier satellite et rejoint le cercle restreint des nations aptes à de telles performances.

«Tout le savoir-faire développé en Suisse pour Cheops pourrait servir de base à la création d’une agence spatiale suisse, espère Didier Queloz. Vu la qualité de nos industries et de notre recherche, ce serait dommage de s’arrêter après un seul satellite».

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