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Le de l'Agence spatiale européenne
vient de dévoiler les missions candidates au programme pour la période 2015 - 2025. Cette short liste a été
décidée après l'étude d'une cinquantaine de propositions de missions
reçues par l'ESA fin juin, à la suite de son appel d'offre. En 2009,
ce même Comité sélectionnera 2 missions qui seront implémentées
dans le programme Scientifique de l'ESA en vu d'un lancement en
2017 et 2018.
La plupart des missions dévoilées aujourd'hui cadrent avec les thèmes
qui définissent le programme scientifique de l'Agence spatiale européenne
pour la période 2015 - 2025.
- Quelles sont les conditions qui ont amené la formation des planètes
et l'apparition de la vie ?
- Comment le Système Solaire fonctionne ?
- Quelles sont les Lois fondamentales de la physique de l'univers
?
- Comment l'univers a-t-il commencé et de quoi est-il fait ?
Système Solaire
Seule 1 des 2 missions sélectionnées dans cette thématique peut
prétendre à être candidate au programme . Le Comité consultatif en sciences spatiales décidera
dans quelques mois qui de Laplace (étude du système Jovien) ou de
Tandem (Titan et Encelade) sera choisie. Dans les 2 cas, ces missions
seront développées en étroite coopération avec la NASA.
Laplace (étude du système Jovien)
Jupiter n'est pas seulement la planète la plus grosse et
la plus massive du Système Solaire. Avec ses dizaines de lunes,
elle ressemble à une sorte de mini système planétaire. Quelques-unes
de ses lunes font parties des objets les plus intéressants du Système
Solaire. En particulier les quatre lunes galiléennes, Io, Europe,
Ganymède et Europe.
Les volcans de Io sont plus nombreux, plus chauds et plus
grands que ceux qui parsèment la Terre. Ils sont capables de cracher
des panaches de matière qui peuvent monter jusqu'à des centaines
de km.
Ganymède, la lune la plus grosse du Système Solaire, possède
son propre champ magnétique que semble générer un noyau liquide
ou, pourquoi pas, une fine couche d'eau salée, présente sous sa
surface glacée. Cette dernière est particulièrement déchiquetée,
signe d'un intense bombardement cométaire et/ou d'astéroïdes.
Europe est recouverte d'une croûte de glace de plusieurs
dizaines de km d'épaisseur qui apparaît brisée et craquelée en de
nombreux fragments. Elle abrite un océan global d'eau salée et de
nombreux indices laissent à penser que la lune possède une ionosphère
et une atmosphère ténues en oxygène. Enfin, Europe est un des objets
du Système Solaire où la vie est possible. Bien que cette lune se
situe 5 fois plus loin du Soleil que la Terre, elle possède les
trois facteurs intrinsèques à l'apparition de la vie à savoir de
l'eau sous forme liquide, une chimie organique et une source de
chaleur !
Enfin, tout comme Europe, Callisto abriterait également aussi
un océan d'eau salée. Toutefois et à la différence d'Europe, les
scientifiques doutent de la capacité de Callisto d'héberger une
quelconque forme de vie.
A la différence de Galileo, la sonde de la NASA qui de 1995 à 2003
a étudié Jupiter et la plupart de ses satellites, les objectifs
de mission Laplace sont plus restreints. Le rôle du système
Jovien dans l'habitabilité possible de certains de ces satellites,
en particulier Europe sera un des objectifs prioritaires de la mission.
Laplace devrait déployer plusieurs satellites pour étudier simultanément
Europe et certains des satellites, ainsi que la magnétosphère, l'atmosphère
et l'intérieur de Jupiter.
Tandem, Titan AND Encelade Mission
Après le succès de l'atterrissage de la sonde
sur la surface de Titan, en janvier 2005 et les multiples survols
réalisés par la sonde Cassini,
fascine les astronomes. Ce plus grand satellite de Saturne apparaît
comme un laboratoire naturel de chimie prébiotique. De fait, il
a souvent été comparé à une Terre prébiotique congelée. A tort,
parce que la Terre n'a jamais été affectée par les températures
très basses qui sévissent sur Titan. Cependant, son étude peut nous
aider à comprendre l'origine de la vie terrestre et surtout nous
amener à découvrir que la vie peut prendre d'autres chemins que
ceux qui ont prévalu sur Terre.
Tandem s'inscrit donc dans la continuité de la mission Cassini-Huygens.
A la différence de Cassini qui évolue à l'intérieur du système Saturnien
de façon à survoler la plupart des Lunes de Saturne, Tandem visera
seulement Titan et Encelade. Titan, pour les raisons que l'on sait
et Encelade parce que l'on suppose que des réservoirs d'eau liquide
sont tapis sous sa surface et partant de la une forme de vie primitive
sur Encelade.
Tandem sera constitué d'un orbiter qui tournera autour de ces 2
satellites et d'un carier, pour le voyage Terre Titan qui lâchera
au-dessus de ce satellite un ballon et trois atterrisseurs !
Cross-scale (étude de l'espace interplanétaire environnant la
Terre)
Cross-scale est une mission proposant d'envoyer une flottille
de 12 satellites étudier les gaz de plasma proches qui entourent
la Terre. Pour être plus précis, ces satellites étudieront les régions
clefs de la magnétosphère, queue, magnétopause, choc, à 3 échelles
caractéristiques, typiquement ~10 km, quelques centaines de km et
quelques milliers de km. Il sera donc possible d'analyser la chaîne
complète de processus, entre l'échelle d'injection de l'énergie
et celle de sa dissipation.
Cette proposition de mission fait suite aux avancées permises par
les 4 satellites Cluster de l'Agence spatiale européenne, une constellation
d'étude des interactions entre le vent solaire et le champ magnétique
terrestre mise à poste en 2000. Si sélectionnée, Cross-scale sera
développée en collaboration avec la JAXA (l'Agence spatiale japonaise).
Marco Polo, une mission de retour d'échantillon d'un astéroïde
Les petits corps du Système Solaire rassemblent les objets de la
famille des comètes et des astéroïdes. Ces objets très froids sont
en fait des résidus de la formation des planètes. Ces bolides prennent
le nom de comète lorsqu'ils se rapprochent du Soleil et commencent
à perdre de la matière pour former la queue de la comète. Si la
plupart évoluent à des distances importantes de la Terre, certains
sont si 'proches' qu'ils présentent un risque de collision.
Mais, là n'est pas l'objectif de Marco Polo, on laissera
cette problématique à une autre mission de l'ESA, en cours d'étude (2011).
Les astéroïdes ne doivent pas être seulement vus comme une menace
pour la Terre. Leur étude s'avère très importante. Relique des temps
lointains de la formation des planètes, ils fournissent une image
des débuts du Système Solaire et des renseignements sur les processus
de formation des planètes et l'avènement de la vie sur la Terre.
Le retour d'un échantillon peut donc faire avancer de façon significative
nos connaissances. Cette mission sera faite en coopération avec
la JAXA qui possède une petite expérience dans ce domaine avec la
mission .
Cette sonde japonaise a été lancée en 2003 et après maintes péripéties
a récupéré quelques grammes d'échantillon de l'astéroïde Itokawa
qu'elle doit ramener sur Terre en 2010.
Astronomie
Etude de la matière noire
L'agence spatiale européenne a reçu 2 propositions de missions d'études
de la matière noire et de l'énergie sombre. Il s'agit de DUNE
(Dark UNiverse Explorer ou Explorateur de l'Univers sombre) et de
SPACE. Bien que basées sur des techniques différentes, elles
poursuivent le même objectif scientifique fondamental. Une phase
d'étude complémentaire sera menée au printemps de l'année prochaine
en vue d'élaborer une proposition pour une mission européenne d'étude
de l'énergie sombre.
L'objectif de DUNE est la détection indirecte de la matière
noire et la mesure des propriétés de l'énergie sombre, deux composantes
essentielles de l'Univers. Grâce à un télescope de 1.2 m de diamètre,
sensible dans le visible et l'infrarouge proche et muni d'un grand
champ de vue combiné (1 degré carré), DUNE a pour objectif la mesure
des très faibles distorsions des images de galaxies causée par la
présence de matière noire. Pour cela, il effectuera une carte complète
du ciel qui permettra aussi d'étudier la structure détaillée de
la Voie Lactée et des galaxies proches et l'abondance des planètes
de taille terrestre.
SPACE, quant à elle, effectuera un sondage complet du ciel
dans le proche infrarouge, ce qui permettra de détecter la matière
noire de façon indirecte tout simplement parce que la matière ordinaire
évacue son énergie sous la forme de rayonnement, ce que la matière
noire ne peut faire. Cette matière noire pourra être détectée par
son effet gravitationnel, sur des images montrant une distorsion
provoquée par la matière noire.
Comme l'explique Jean-Pierre Luminet, 'on sait que l'Univers
est composé aujourd'hui de 99% de matière et énergie noire. La matière
noire est soit de la matière atomique ordinaire, sous forme d'étoiles
sombres, trous noirs, planètes, etc. : 4% seulement ; de matière
non atomique, comme les neutrinos et autres particules vraisemblablement
produites dans le Big Bang : 24%. Reste environ 72% d'énergie sombre,
qui n'est pas de la matière au sens habituel, mais un champ d'énergie
pure (peut-être l'énergie du vide)'.
Notez que lorsque la nature de la matière noire, sa répartition
et l'histoire de sa formation seront élucidées, de nombreuses questions
fondamentales nées de l'astronomie moderne trouveront leurs réponses.
PLATO : Un super CoRoT
Plato est une mission de photométrie qui permettra de détecter et
de caractériser le transit d'exoplanètes ainsi que de mesurer les
oscillations sismique de leurs étoiles parents étoiles. Ce télescope
photométrique à très grand champ sera capable de détecter des planètes
dites telluriques, c'est-à-dire similaire à la Terre (avec un noyau
rocheux) autour d'étoiles très lumineuses et sera capable de les
caractériser de façon bien plus fine.
Il sera placé au point de Lagrange L2 et capable, pendant au moins
4 ans, d'observer un large échantillon d'étoiles. PLATO a
pour objectif l'étude simultanée de ces étoiles et de leur cortège
de planètes, de façon à mieux comprendre la formation et l'évolution
des systèmes extrasolaires. En observant de nombreux objets proches
et brillants (100 000 étoiles de magnitude 11-12), PLATO permettra
la réalisation combinée d'observations astronomiques depuis l'espace
et depuis la Terre (spectroscopie visible et UV, mesures des vitesses
radiales), améliorant grandement la plus-value scientifique de ces
observations.
PLATO peut être vu comme un super-,
poursuivant l'effort entrepris dans les domaines de la sismologie
stellaire et de la recherche de petites planètes telluriques par
la méthode des transits. Suivant le design retenu, il sera capable
d'explorer tout ou partie de la voûte céleste.
SPICA, la prochaine génération de télescope spatial infrarouge
SPace Infrared telescope for Cosmology and Astrophysics
Après ISO et en attendant
et le prévus respectivement en 2008 et 2013, la
proposition de télescope SPICA s'inscrit donc dans cette tradition
européenne d'excellence en matière d'observation de l'Univers dans
l'infrarouge. Il sera mené en collaboration avec la JAXA.
SPICA marque une nouvelle avancée technologique. De la taille
d'Herschel, SPICA sera le premier grand observatoire infrarouge
qui bénéficiera d'une cryogénie active pour la totalité des pièces
optiques et des récepteurs. Contrairement à Herschel, la sensibilité
sera donc poussée à la limite de détection des matrices de récepteurs.
Mené en coopération avec la JAXA, SPICA sera équipé d'un spectromètre
imageur couvrant le domaine 30 - 210 microns, avec une résolution
spectrale de l'ordre de 5000. Il permettra d'étudier par la spectro-imagerie
à haute sensibilité, la spectrochimie des gaz et des grains dans
les galaxies jusqu'à des distances cosmologiques. Il sera également
utilisé pour mieux comprendre la formation des planètes autour d'autres
étoiles.
XEUS : X-ray Evolving Universe Spectroscopy
XEUS est la suite logique d'.
Il s'agit d'une nouvelle génération de télescope à rayons X pour
étudier les régions très chaudes (millions de degrés) de l'Univers
ce qui permettra de mieux comprendre les Lois fondamentales qui
régissent nos connaissances de l'Univers.
Il sera constitué de deux satellites volant en formation, l'un portant
le miroir focalisant les rayons X, l'autre situé à environ 35 mètres
portera les détecteurs. Les 2 satellites seront placés sur le point
de Lagrange 2 (L2). Avec une surface plus de cinquante fois supérieure
à XMM-Newton actuellement en orbite, ses objectifs principaux sont
l'étude de la formation des amas de galaxies et l'évolution des
galaxies et des trous supermassifs qu'elles contiennent ainsi que
le comportement de la matière dans des conditions extrêmes de densité
et de gravité, autour des trous noirs ou dans les étoiles à neutrons.
Prochaines étapes
A partir d'octobre 2007 et jusqu'au milieu de l'année 2009, le Comité
consultatif en sciences spatiales de l'ESA et les groupes de travail
scientifiques étudieront les propositions et présélectionneront
trois missions de catégorie M et trois missions de catégorie L.
Les missions de catégorie M concernent les projets de taille moyenne
dont les coûts pour l'ESA ne dépasseront pas 300 millions d'euros.
Les missions de catégorie L sont réservées aux projets de plus grande
envergure, dont l'enveloppe plafonnera à 650 millions d'euros.
D'ici fin 2009, sur ces six missions de catégories M et L (plus
LISA), deux seront retenues pour chaque catégorie afin de procéder
à la phase de définition ('phase A' de la mission). Cette phase
sera dirigée entre le début de 2010 et la mi-2011 par des industries
européennes sur une base compétitive.
A la fin de l'année 2011, une mission de catégorie M et une mission
de catégorie L seront sélectionnées, avec des lancements prévus
en 2017 et 2018 respectivement.
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