TESS : le Satellite pour un Relevé des Transits d’Exoplanètes

Les Missions d’exoplanètes de la NASA

Le satellite de relevé de transits d’exoplanètes (Transiting Exoplanet Survey Satellite, TESS) est une mission de la NASA sélectionnée en 2013 comme mission d’astrophysique dans le cadre du programme Explorers.

Cette animation montre une diminution de la luminosité d’une étoile, qui pourrait indiquer la présence d’une planète qui passe devant son disque : c’est ce que l’on appelle un transit.
Credits: NASA’s Goddard Space Flight Center

TESS découvrira des milliers de nouvelles terres et super-terres qui transiteront les étoiles les plus brillantes et les plus proches. Dans le cadre d’un sondage de deux ans sur le voisinage solaire, TESS surveillera plus de 200 000 étoiles pour déceler temporairement les variations de luminosité causées par les transits planétaires. Ce tout premier relevé spatial concernera des planètes allant des géantes terrestres aux géantes gazeuses, dans un large éventail de types stellaires et de distances orbitales. Aucune enquête au sol ne peut réaliser cet exploit.

Les étoiles observées par TESS seront 30 à 100 fois plus brillantes que celles étudiées par le satellite Kepler; ainsi, les planètes TESS devraient être beaucoup plus faciles à caractériser par des observations de suivi, lesquelles fourniront des mesures précises de leurs masses, leurs tailles et leurs densités, et décèleront leurs caractéristiques atmosphériques.

Par exemple, TESS fournira des cibles de choix pour une caractérisation plus poussée et plus détaillée qui sera réalisée avec le JWST, ainsi qu’avec d’autres grands télescopes terrestres et spatiaux du futur. L’héritage de TESS sera un catalogue des étoiles les plus proches et les plus brillantes hébergeant des exoplanètes en transit, qui constitueront les cibles les plus favorables pour des investigations détaillées dans les décennies à venir.

Le projet Kepler a fourni des perspectives révolutionnaires quant à la population d’exoplanètes dans nos galaxies; parmi les découvertes faites à partir des données de Kepler, il y a le fait que les membres les plus communs de la famille des exoplanètes sont des Terres terrestres et des Super-Terres. Cependant, la majorité des exoplanètes trouvées par Kepler orbite des étoiles lointaines et de faible luminosité. Ceci, combiné avec la taille relativement petite des Terres et des Super-Terres, signifie que peu d’entre elles peuvent être actuellement caractérisées proprement avec des observations de suivi.

TESS a une longue histoire, commençant comme petite mission à financement privé en 2006. Elle a commencé avec le soutien financier de sociétés privées, y compris Google, la Fondation Kavli, et les donateurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT). Cela a changé en 2008, lorsque le MIT a proposé TESS comme mission d’astrophysique officielle de la NASA, en la restructurant en une mission de classe Small Explorer (SMEX). Après n’avoir pas été sélectionnée dans ce processus concurrentiel en raison du manque de ressources de la NASA, TESS a été proposée de nouveau à la NASA en 2010 comme mission Explorer (EX). C’est la première mission de cette nouvelle classification. En 2013, TESS a été sélectionnée et la NASA a commencé le développement du projet. L’Institut Kavli de technologie pour l’astrophysique (MKI) du MIT est resté un partenaire originel dans les contours de la mission actuelle, rejoignant la NASA dans la prochaine recherche de nouveaux mondes.

La mission de TESS sera basée sur la plate-forme LEOStar-2 d’Orbital, un vaisseau spatial flexible et performant pour la science de l’espace et de la Terre, la télédétection et d’autres applications. LEOStar-2 peut accueillir diverses interfaces d’instrument, fournir une puissance utile moyenne de 2 kilowatts en orbite et supporter des charges utiles jusqu’à 500 kilogrammes. Les options de performance incluent la redondance, la capacité de propulsion, les communications à haut débit et le pointage à haute agilité / haute précision. TESS sera le huitième vaisseau spatial basé sur LEOStar-2 construit pour la NASA. Les missions précédentes comprennent SORCE, GALEX, AIM, NuSTAR et OCO-2.

La charge utile comprend quatre caméras identiques et une unité de traitement des données (DHU). Chaque caméra est constituée d’un ensemble de lentilles avec sept éléments optiques et d’un ensemble de détecteurs avec quatre CCD et leur électronique associée. Les quatre caméras sont montées sur une seule plaque. Le diamètre de chacun des 4 télescopes de TESS (un par caméra), relativement modeste, est de 100 mm. Chacune des caméras a un champ de vision de 24 ° × 24 °. Les CCD observeront dans une gamme de longueurs d’onde de 0,6 à 1 micron.

TESS sera propulsée par une fusée Falcon 9 sur une orbite qui se situera entre 120 000 km (périapside) et 400 000 km (apoapside), avec une période de 13,7 jours, et une inclinaison de 40° par rapport au plan de l’écliptique.
Flacon 9 est une fusée à deux étages conçue et fabriquée par SpaceX pour le transport fiable et sûr de satellites et pour mettre en orbite le vaisseau spatial Dragon. Pour être la première fusée complètement développée au 21ème siècle, Falcon 9 a été conçue sur la base d’une exigence de fiabilité maximum. La configuration simple à deux étages de Falcon 9 minimise le nombre d’événements de séparation, et avec neuf moteurs pour la propulsion du premier étage, elle peut accomplir sa mission en toute sécurité, même en cas de coupure d’un de ses moteurs.

Falcon 9 est entré dans l’histoire en 2012 en plaçant parfaitement Dragon sur son orbite pour un rendez-vous avec la Station Spatiale Internationale (SSI), faisant de SpaceX la première compagnie commerciale à avoir visité la station. Depuis lors, SpaceX a effectué plusieurs vols vers la station spatiale, en assurant à la fois la livraison et le retour de matériel pour le compte de la NASA. Falcon 9, avec le vaisseau spatial Dragon, ont été conçu dès le départ pour transporter des humains dans l’espace et, en vertu d’un accord avec la NASA, SpaceX travaille activement à la réalisation de cet objectif.

La date de lancement de TESS est prévue pour juin 2018, depuis Cap Canaveral, en Floride.

La station de l’US Air Force à Cap Canaveral, en Floride

Pour plus d’informations sur TESS, voir le Site TESS de la NASA.

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