Passez sur Kepler. La NASA a récemment donné son feu vert à deux nouvelles missions dans le cadre de son programme Astrophysics Explorer.
Celles-ci sont le résultat de quatre propositions soumises en 2012. La mission la plus attendue et la plus en vue est TESS, le satellite de sondage sur les exoplanètes en transit.
Prévue pour un lancement en 2017, TESS recherchera des exoplanètes via la méthode de transit, à la recherche de faibles baisses de luminosité révélatrices alors que la planète invisible passe devant son étoile hôte. Il s'agit de la même méthode actuellement utilisée par Kepler, lancée en 2009. Contrairement à Kepler, qui regarde en continu un seul segment du ciel le long du plan galactique en direction des constellations Cygnus, Hercules et Lyra, TESS sera le premier dédié satellite de chasse aux exoplanètes tout-ciel.
La mission sera un partenariat du Space Telescope Science Institute, du MIT Lincoln Laboratory, du NASA Goddard Spaceflight Center, d'Orbital Sciences Corporation, du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics et du MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research (MKI).
TESS lancera à bord d'une fusée Orbital Sciences Pegasus XL libérée du fuselage d'un avion Lockheed L-1011, le même système qui a déployé IBEX en 2008 et NuSTAR en 2012. Le Spectrographe d'imagerie de la région d'interface (IRIS) de la NASA lancera également à l'aide d'un Pegasus XL fusée cet été en juin.
«TESS effectuera le premier levé de transport aérien dans le ciel, couvrant 400 fois plus de ciel que n'importe quelle mission précédente. Il identifiera des milliers de nouvelles planètes dans le voisinage solaire, avec un accent particulier sur les planètes de taille comparable à la Terre », a déclaré George Riker, chercheur principal du MKI.
TESS utilisera quatre télescopes grand angle pour faire le travail. La taille effective des détecteurs embarqués est de 192 mégapixels. TESS est prévu pour une mission de deux ans. Contrairement à Kepler, qui se trouve sur une orbite héliocentrique traînant la Terre, TESS sera sur une trajectoire elliptique en orbite terrestre basse (LEO).
TESS examinera environ 2 millions d'étoiles plus brillantes que 12e magnitude comprenant 1 000 des naines rouges les plus proches. Non seulement TESS élargira le catalogue croissant d'exoplanètes, mais il devrait également trouver des planètes avec des périodes orbitales plus longues.
Un dilemme avec la méthode de transit est qu'elle favorise la découverte de planètes avec de courtes périodes orbitales, qui sont beaucoup plus susceptibles d'être vues transitant par leur étoile hôte depuis un point de vue donné dans l'espace.
TESS servira également de progression logique de Kepler vers les plates-formes de recherche d'exoplanètes proposées ultérieurement. TESS découvrira également des candidats pour un examen plus approfondi comme le télescope spatial James Webb qui sera lancé en 2018 et le spectromètre HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher) basé à l'Observatoire de La Silla au Chili.
NICER, le Neutron Star Interior Composition Explorer Explorer, sera également placé à l'extérieur de la Station spatiale internationale. NICER emploiera un réseau de 56 télescopes qui collecteront et étudieront les rayons X des étoiles à neutrons. NICER se spécialisera dans l'étude d'une sous-classe particulière d'étoiles à neutrons connue sous le nom de pulsars millisecondes. Les télescopes à rayons X sont dans une configuration utilisant un ensemble de coquilles de verre imbriquées ressemblant aux couches d'un oignon.
L'observation de pulsars dans la gamme de rayons X du spectre offrira aux scientifiques un aperçu formidable de leur fonctionnement interne et de leur structure. La Station spatiale internationale offre un point de vue unique pour faire ce genre de science. Comme le spectromètre magnétique alpha (AMS-02), les besoins en énergie de NICER dictent qu'il ne peut pas être un satellite en vol libre. L’astronomie aux rayons X doit également se faire au-dessus des effets néfastes de l’atmosphère terrestre.
NICER sera déployé en tant que charge utile extérieure à bord d'un transporteur logistique ISS ExPRESS. Ce sont des plates-formes non pressurisées utilisées pour des expériences qui doivent être directement exposées à l'espace.
SEXTANT, l'explorateur de station pour la technologie de synchronisation et de navigation par rayons X, est un autre projet fascinant de travailler en tandem avec NICER. Ce projet vise à tester la précision des pulsars millisecondes pour la navigation interplanétaire.
"Ils (les pulsars) sont des horloges célestes extrêmement fiables et peuvent fournir une synchronisation de haute précision tout comme les signaux atomiques fournis par le système de positionnement global (GPS) à 26 satellites", a déclaré le scientifique de la NASA Goddard, Zaven Arzoumanian. La principale difficulté à compter sur ce système pour les voyages interplanétaires est que le signal s'affaiblit progressivement à mesure que vous vous éloignez de la Terre.
«Les pulsars, d'autre part, sont accessibles dans pratiquement tous les régimes de vol imaginables, du LEO à l'espace interplanétaire et le plus profond», a déclaré Keith Gendreau, enquêteur principal de NICER / SEXTANT.
NICER et TESS suivent tous les deux le long héritage du programme Astrophysics Explorer de la NASA, qui peut être retracé jusqu'au lancement d'Explorer 1. Ce fut le tout premier satellite américain lancé en 1958. Explorer 1 a découvert les ceintures de rayonnement de Van Allen entourant la Terre. .
"Le programme Explorer a une longue et brillante histoire de déploiement de missions vraiment innovantes pour étudier certaines des questions les plus passionnantes des sciences spatiales", a déclaré l'administrateur associé de la NASA pour la science, John Grunsfeld. «Avec ces missions, nous apprendrons les états les plus extrêmes de la matière en étudiant les étoiles à neutrons et nous identifierons de nombreux systèmes stellaires à proximité avec des planètes rocheuses dans les zones habitables pour une étude plus approfondie par des télescopes tels que le télescope spatial James Webb.»
Bien sûr, Grunsfeld fait référence aux planètes en orbite autour des étoiles naines rouges, qui seront ciblées par TESS. Ceux-ci devraient avoir une zone habitable beaucoup plus proche de leur étoile principale que notre propre Soleil. Il a même été suggéré par des scientifiques du MIT que les premières exoplanètes visitées par des humains à une date très éloignée pourraient être initialement découvertes par TESS. Le vaisseau spatial pourrait également découvrir de futures cibles pour une analyse spectroscopique de suivi, la meilleure chance de découvrir la vie extraterrestre sur une exoplanète au cours des 50 prochaines années. On peut imaginer l'excitation que générerait une détection positive d'un produit chimique exclusif à la vie tel que nous le connaissons, comme la chlorophylle dans les spectres d'un monde lointain. Plus inquiétant, la détection d'éléments synthétiques comme le plutonium dans l'atmosphère d'une exoplanète pourrait suggérer que nous les avons trouvés… mais hélas, trop tard.
Mais sur une note plus heureuse, ce sera une période passionnante pour l'exploration spatiale de voir les deux projets démarrer. Peut-être que les explorateurs humains visiteront un jour les mondes découverts par TESS… et utiliseront les techniques de navigation mises au point par SEXTANT pour le faire!
