Cosmic Vision 2015-2025: les missions européennes du futur

L'Agence Spatiale Européenne (ESA) vient de rendre publique la sélection des programmes scientifiques pour lesquels une phase d'étude (assessment study) va être engagée. Cette étude, effectuée avec les agences spatiales et les industriels, doit durer un an. Elle conduira à la sélection par l'ESA des deux premières missions du programme Cosmic Vision 2015-2025.


Parmi les 50 propositions soumises par la communauté scientifique l'été dernier, voici les missions qui ont été sélectionnées par l'ESA:

- dans le cadre de l'étude du Système Solaire: Laplace (Jupiter) , Tandem (Saturne, Titan, Encelade), Cross-scale (proche voisinage de la Terre), Marco Polo (Astéroïdes) ;
- dans le cadre astronomique: Plato (planètes extrasolaires), Spica (observatoire spatial infrarouge), XEUS (observatoire spatial à rayons X).

Laplace: étude du système de Jupiter

Le système jovien, Jupiter et ses lunes, est un petit système planétaire à lui tout seul. Unique parmi les lunes, Europe est censée abriter un océan entre sa croûte glacée active et son manteau de silicate. La mission proposée répondrait à des questions sur l'habitabilité d'Europe et sur le fonctionnement du système jovien lui-même. La mission déploierait trois plateformes orbitales pour effectuer des observations coordonnées d'Europe, des autres satellites, de la magnétosphère de Jupiter, de son atmosphère et de sa structure interne.

Si elle est acceptée, la mission serait mise en oeuvre en collaboration avec la NASA.

Tandem: nouvelle mission vers Saturne, Titan et Encelade

Tandem est proposée pour explorer deux des satellites de Saturne (Titan et Encelade) in situ et en orbite. En se basant sur les questions soulevées par la sonde Cassini, la mission analyserait en détail les systèmes d'Encelade et de Titan, leur origine, leur structure interne, leur évolution, ainsi que leur potentiel astrobiologique. La mission consisterait en deux vaisseaux spatiaux, un orbiteur et un vaisseau porteur capable d'envoyer un ballon et trois sondes sur Titan.

Si elle est acceptée, la mission serait mise en oeuvre en collaboration avec la NASA.

Il est prévu qu'une première sélection entre Laplace ou Tandem, c'est-à-dire entre les cibles Jupiter ou Saturne soit effectuée en consultation avec les partenaires étrangers dans les prochaines années.

Cross-scale: étude approfondie du voisinage spatial de la Terre

Cross-scale propose d'utiliser 12 vaisseaux spatiaux chargés d'analyser le plasma (particules ionisées) entourant la Terre à différentes échelles de mesures en certains endroits clés du voisinage spatial terrestre (les sites de chocs, de reconnexion, et les régions turbulentes). Le projet abordera des questions fondamentales telles que la façon dont les sites de chocs échauffent et accélèrent les particules ou la façon dont les phénomènes magnétiques de reconnexion produisent ou convertissent l'énergie.

Si elle est acceptée, la mission serait mise en oeuvre en collaboration avec la JAXA, l'Agence spatiale japonaise.

Marco Polo: retour d'échantillons depuis un astéroïde

Cette mission vers un objet "géocroiseur", aurait pour buts la caractérisation à plusieurs niveaux d'un astéroïde proche avec prélèvement et retour d'échantillons. La mission permettrait l'étude des origines et de l'évolution du Système Solaire, du rôle qu'ont pu jouer et que jouent les petits corps, des origines et l'évolution de la Terre elle-même et de la vie. Elle se composerait d'un satellite parent qui transporterait un atterrisseur, des équipements de récupération d'échantillons, d'une capsule de réentrée et divers instruments scientifiques.

Si elle est acceptée, la mission serait mise en oeuvre en collaboration avec la JAXA.

Dune et Space: matière noire et énergie sombre

Deux propositions ont été reçues (Dune, dark universe investigator et SPACE, new near-infrared all-sky cosmic explorer) concernant l'étude de la matière noire et de l'énergie sombre. 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.

Plato (Platon), à la recherche de nouvelles planètes

Ce détecteur de nouvelle génération de planètes extrasolaires serait une mission de photométrie capable de détecter et de caractériser des exoplanètes par la méthode des transits ou par celle de la mesure les oscillations séismiques de leurs étoiles mères. Il pourra observer des planètes rocheuses autour d'étoiles plus lumineuses et plus spécifiques que ses prédécesseurs. Les observations réalisées par la mission seront complétées par des observations au sol et spatiales afin de déterminer les masses des planètes détectées et pour étudier leurs atmosphères.

Spica, observatoire spatial infrarouge

Spica serait un observatoire travaillant dans l'infrarouge moyen et lointain à l'aide d'un télescope cryogénique de grande ouverture. La mission concernerait la formation planétaire, le fonctionnement du Système Solaire et l'origine de l'univers. Son instrumentation lui permettra d'assurer une cartographie photométrique de haute précision du ciel, l'analyse spectrale et la coronographie de planètes et de disques planétaires.

Si elle est acceptée, la mission serait mise en oeuvre en collaboration avec la JAXA, l'ESA fournissant le télescope et une contribution opérationnelle.

XEUS: spectroscopie X de l'évolution de l'univers

XEUS (X-ray Evolving Universe Spectroscopy) serait un observatoire spatial de nouvelle génération à rayons X destiné à étudier les lois fondamentales et les origines de l'univers. XEUS pourrait explorer les domaines clés de l'astrophysique contemporaine: la croissance des trous noirs super massifs, l'évolution cosmique des galaxies, l'évolution des structures à grande échelle, la gravitation extrême et la matière dans des conditions extrêmes, l'évolution dynamique des plasmas cosmiques et chimie cosmique. XEUS serait posté sur une orbite de halo autour de L2, le deuxième point de Lagrange, en compagnie de deux autres satellites (un satellite miroir et un satellite de détection) qui graviteraient en formation.

Les divers partenaires internationaux ont montré un intérêt pour XEUS et les discussions commenceront vers la fin de l'année avec les agences intéressées pour assurer au plus tôt leur participation dans le travail d'étude.

La compétition commence...

Toutes les missions candidates entament désormais un cycle d'évaluation qui se terminera en 2011. Avant la fin de cette phase, un choix important sera effectué en 2009. Deux missions seront sélectionnées par le SPC (Science Programme Committee) de l'ESA, avec des lancements prévus respectivement pour 2017 et 2018.