C’est officiel. Le 20 mars 2018, le comité des programmes de l’ESA a sélectionné la mission ARIEL. Sa réalisation va enfin pouvoir commencer, à la satisfaction des équipes scientifiques françaises étroitement impliquées dans la conception du projet, notamment à l’Observatoire de Paris.
Image d’artiste du satellite Ariel en route vers sa destination finale : en orbite autour du point de Lagrange L2
ARIEL (acronyme pour "Atmospheric Remote‐sensing Infrared Exoplanet Large‐survey") sera lancé de la base de Kourou en Guyane en mai 2028 et sera placé en orbite au point de Lagrange L2, situé à 1.5 million de kilomètre de la Terre.
Son objectif sera de sonder de manière systématique les atmosphères d’un millier de planètes extrasolaires, des géantes gazeuses aux planètes rocheuses, qu’elles soient chaudes ou tempérées autour d’étoiles de différents types.
ARIEL mesurera la composition et la structure des atmosphères planétaires, contraindra la nature des coeurs planétaires, détectera la présence de nuages et étudiera les interactions avec l’étoile hôte.
Le processus de sélection s’est déroulé en plusieurs étapes :
• Appel à proposition de missions lancé par l’ESA en août 2014 ;
• Pré-sélection en juin 2015 de 3 missions sur les 27 proposées pour des études de concepts détaillés ;
• Evaluation du résultat des études par un comité d’experts et recommandation d’une
mission en novembre 2017 ;
• Vote formel du Comité des Programmes de l’ESA et annonce publique le 21 mars 2018.
A ce stade, Ariel devient officiellement la 4e mission de classe intermédiaire du programme « Cosmic Vision », dotée d’une enveloppe budgétaire de 450 millions d’euros.
Le rôle déterminant des laboratoires français
Ariel a été proposée par un consortium de plus de 60 instituts dans 15 pays européens [1].
La coordination scientifique et technique est assurée par le Royaume-Uni. Une contribution des États-Unis est actuellement à l’étude.
ARIEL sera composé d’un télescope d’environ un mètre de diamètre pour collecter la lumière visible et infrarouge d’étoiles autour desquelles orbite une exoplanète. Un spectromètre étalera cette lumière en ‘arc en ciel’ et, lorsque l’exoplanète transitera devant son étoile, le spectre obtenu présentera des bandes d’absorption de la lumière de l’étoile par les molécules dans l’atmosphère de l’exoplanète.
ARIEL sera mis en orbite autour du point de Lagrange 2 (L2) à 1.5 million de kilomètres de la Terre. Il tournera autour du soleil de façon synchrone avec la Terre.
ARIEL prend sa source dans des travaux menés au cours des 10 dernières années. En 2007, de la vapeur d’eau, puis du dioxyde de carbone et du monoxyde de carbone sont détectés dans l’atmosphère du Jupiter chaud HD189733b grâce aux satellites Spitzer et Hubble.
Les premiers résultats ont souligné la difficulté de la mesure et l’immense diversité des atmosphères d’exoplanètes. Pour obtenir des mesures aussi difficiles sur un grand nombre de planètes, il est nécessaire de disposer d’instrument dédiés et optimisés.
Un groupe de scientifiques a donc démarré des études dès 2008.
A compter de 2015, puisant dans l’expertise accumulée, des équipes de cinq laboratoires français (IAP, DAp/AIM, IAS, LESIA, LAB) ont pris une part très importante dans les études d’ARIEL. Les interventions dans l’élaboration de la proposition scientifique, du scénario de mission et les études de faisabilité du spectromètre infrarouge, au coeur du satellite, ont été déterminantes.
Cela a conduit les équipes françaises à prendre la responsabilité de la conception et de la fourniture du spectromètre infrarouge. Ce dernier sera construit, sous la supervision du CNES, par le CEA-Irfu avec des contributions importantes de l’IAS et du LESIA.
« L’étude de la mission ARIEL a été menée sur les bases du projet EChO candidat pour la Mission M3 de l’ESA en 2014. L’évolution de la recherche sur les exoplanètes place aujourd’hui clairement la spectroscopie comme un enjeu majeur de la prochaine décennie dans l’étude de leurs atmosphères. », souligne Pierre Drossart, directeur du LESIA.
