18 Juin 2014

Dernière télécommande pour CoRoT

Après plus de sept années d’activité en orbite, le satellite CoRoT est arrivé à la fin de sa mission. Orchestrées par les équipes techniques du Centre Spatial de Toulouse du CNES, les opérations de retrait de service du satellite démarrées en décembre 2013 ont été terminées le 17 juin 2014 avec l’envoi d’une ultime télécommande. L’occasion de dresser le bilan d’une mission pionnière en astronomie spatiale.

Connaître les étoiles par leurs vibrations

Initié en 1993, le projet CoRoT a été conçu avec deux objectifs scientifiques principaux : observer les vibrations des étoiles et rechercher des planètes extrasolaires. Il est rapidement apparu que la qualité des mesures allait nourrir d’autres domaines de la physique et l’évolution des étoiles. Au travers d’une même mission, l’utilisation de mesures photométriques similaires pour des utilisations de nature très différente a créé une synergie entre deux communautés très actives en astrophysique.


Le principe de la mesure effectuée par CoRoT est simple : il s’agit de compter en continu, sur de longues durées et avec une très grande précision, le nombre de photons reçus en provenance d’étoiles lointaines. Ce type de mesure, produisant des « courbes de lumière », ne peut être réalisé que depuis un instrument spatial et nécessite ensuite un traitement approfondi associé à des obsevations complémentaires depuis le sol.

Pendant la durée de sa mission, le télescope de CoRoT a été pointé dans différentes directions de notre Galaxie, fournissant aux astrophysiciens des données précieuses sur la structure et l’évolution des étoiles, leur agencement dans la Galaxie ainsi que le cortège de planètes qui les entoure.

En mesurant les fréquences et les amplitudes des vibrations des étoiles avec une précision inédite, CoRoT a ouvert un nouveau domaine. Les modes de vibration des étoiles fournissent un diagnostic unique sur la structure, le fonctionnement et l’âge de chaque astre. Grâce à sa position sur une orbite permettant d’observer un large champ du ciel pendant plusieurs mois, CoRoT a été le premier instrument à élargir à des étoiles très variées la connaissance préalablement acquise sur les vibrations internes du Soleil.

Une série de découvertes spectaculaires

CoRoT a découvert des vibrations de type solaire dans les géantes rouges, des étoiles en fin de vie, en montrant comment ce type de mesures conduit à leur masse, leur rayon et leur âge. Un résultat majeur qui, combiné à la mesure des positions et des vitesses avec GAIA, éclairera l’histoire et l’avenir des régions lointaines de la Voie Lactée.

En mesurant les occultations des étoiles par des planètes passant sur leur ligne de visée, CoRoT a ouvert l'exploration du domaine des petites planètes avec la découverte de la première exoplanète tellurique confirmée autour d'une étoile semblable à notre Soleil, démontrant ainsi l'atout des observations spatiales. Au total, il a révélé à ce jour 37 planètes et une centaine d’autres candidates sont toujours en cours d’analyse.

Grâce à l'appui d'un vaste réseau d'observations complémentaires réalisées au sol, on dispose, pour les planètes découvertes par CoRoT, de précieuses informations : leur rayon, leur masse et donc leur densité, révélatrice de la structure et de la composition interne de la planète, ainsi que l'inclinaison et l’excentricité de leur orbite. Au-delà des nombres, c’est leur extraordinaire diversité qui est frappante, notamment dans le domaine des géantes gazeuses.

Combiner les résultats de CoRoT avec les observations complémentaires au sol a également ouvert une autre voie nouvelle, l’étude conjointe de l'étoile, de son cortège planétaire et leurs interactions (effets de marée dans les étoiles, impact du rayonnement de l’étoile sur la structure de la planète).

Parmi les découvertes les plus spectaculaires :

  • la première planète rocheuse confirmée, toute proche de son étoile, avec une densité et une composition proches de celles de la Terre,
  • la première planète tempérée de période proche de 100 jours,
  • un objet intermédiaire entre une planète et une étoile,
  • un premier système planétaire avec deux petites planètes.

 

Six ans d'une vie bien remplie

Lancé le 27 décembre 2006, le télescope spatial CoRoT a été réalisé sous la maîtrise d’œuvre du CNES et sous la responsabilité scientifique de l’Observatoire de Paris, qui préside le comité scientifique rassemblant de nombreux laboratoires français et étrangers1.

Les observations ont duré près de 6 ans, soit le double de la durée initialement prévue. Dans les derniers mois, le CNES a mené différentes expérimentations technologiques avant d’arrêter le satellite.

Créée dans les années 2000 par le CNES pour accueillir des instruments scientifiques de dimension moyenne afin de réaliser une mission spatiale ambitieuse à faible coût, la plate-forme PROTEUS a montré un fonctionnement sans faille tout au long de la mission. Les expérimentations ont porté, entre autres, sur l’étude de nouvelles méthodes de contrôle et de guidage et un ensemble de retours d’expérience technologiques qui seront utiles aux prochaines générations de satellites.

En parallèle de ces expérimentations, les opérations de retrait de service du satellite CoRoT ont été menées depuis le centre de contrôle du CNES, situé à Toulouse. Elles ont débuté à la fin du mois de décembre 2013 par l’abaissement de l’orbite du satellite afin de réduire au maximum la durée de retour dans l’atmosphère de CoRoT, conformément à la Loi sur les Opérations Spatiales (LOS), tout en vidant les réservoirs de l’ergol restant. Les équipes du centre de contrôle ont finalement procédé le 17 juin à la passivation électrique du satellite, ultime phase du retrait de service CoRoT. Ces opérations sont destinées à minimiser le risque de production de débris en cas de collision avec un objet. L’extinction définitive du satellite a été constatée quelques heures après l’envoi de la dernière télécommande.

Les données transmises par le satellite CoRoT sont si riches et si nombreuses qu’il reste encore de nombreuses découvertes à y faire, tant dans le domaine de la sismologie stellaire que dans celui des exoplanètes. L’analyse des données ne s’arrête pas avec le retrait de service du satellite. C’est pourquoi le CNES et les laboratoires associés à la mission CoRoT ont décidé de pérenniser ces données, c’est-à-dire de les stocker dans des archives électroniques. Ainsi la communauté scientifique continuera à consulter et à interpréter les mesures de CoRoT pendant de longues décennies.

Les données directement reçues de l’instrument seront stockées au SERAD (Service de Référencement et d’Archivage pérenne des Données scientifiques) du CNES, tandis que les courbes de lumière prêtes pour l’exploitation scientifique qui en sont extraites seront intégrées dans le CDS (Centre de Données astronomiques de Strasbourg) dont la vocation est de mettre à disposition de la communauté internationale l’ensemble des connaissances acquises en astronomie en facilitant leur accès à travers un « observatoire virtuel ».

CoRoT a été une mission pionnière et a ouvert la voie à de nombreuses missions spatiales d’astronomie. Pour la NASA le satellite Kepler a utilisé le même principe de mesure que CoRoT pour une mission qui s’est déroulée entre 2009 et 2012, à la suite de laquelle la mission TESS a été sélectionnée. A l’ESA, la mission Cheops a été sélectionnée en 2012 pour un lancement en 2017, et la mission PLATO a été selectionnée début 2014 pour un lancement en 2024. Autant de missions qui vont poursuivre et développer ces nouveaux champs ouverts par CoRoT.

Une très large communauté scientifique impliquée

1Le satellite CoRoT a été développé et exploité par le CNES et l’Observatoire de Paris à travers son Laboratoire d’Etudes Spatiales et d’Instrumentation en Astrophysique (Observatoire de Paris, CNRS, Université Pierre et Marie Curie, Université Paris Diderot), le Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (CNRS, Université d’Aix-Marseille), l’Institut d’Astrophysique Spatiale à Orsay (CNRS, Université Paris-Sud 11) et l’Observatoire Midi Pyrénées à Toulouse (Observatoire des Sciences de l’Univers du CNRS-INSU et de l’Université Paul Sabatier).

Le projet a également bénéficié d’une importante participation européenne (Allemagne, Autriche, Belgique, ESA et Espagne) complétée par celle du Brésil.

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