Cosmic Vision

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Cosmic Vision (Vision cosmique) est le programme spatial scientifique de l'Agence spatiale européenne pour la décennie 2015-2025. Il comporte plusieurs missions réparties dans trois classes (mission moyenne, lourde, de petite taille). Courant 2015, quatre missions de classe moyenne (coût intermédiaire) et deux mission de classe lourde ont été sélectionnées ou sont sur le point de l'être avec un lancement programmé entre 2017 et 2025. Les missions sélectionnées sont l'observatoire solaire Solar Orbiter, Euclid, un satellite qui doit étudier l'énergie sombre, JUICE chargée d'observer les satellites de Jupiter et le télescope spatial PLATO détecteur d'exoplanètes. Le programme Cosmic Vision ne comprend pas les projets de l'Agence spatiale européenne d'exploration de la planète Mars et de la Lune.

Historique[modifier | modifier le code]

L'Agence spatiale européenne initialise son programme Cosmic Vision en avril 2004. Celui-ci prend la suite des programmes Horizon 2000 (1984) et 'Horizon 2000+ (1994-1995) qui avaient constitué le cadre des missions scientifiques de l'agence européenne lancées entre 1990 et 2014[1]. Une importante réunion de travail organisée par le Comité de Conseil scientifique (SSAC) de l'agence rassemble en septembre 2004 près de 400 membres de la communauté scientifique européenne à Paris pour examiner 151 propositions d'objectifs scientifiques portant sur les quatre domaines suivants : Astronomie, Astrophysique, Exploration du Système solaire et Physique. Le programme Cosmic Vision, selon ses initiateurs, doit répondre à quatre grandes interrogations :

  • Quelles sont les conditions de formation d'une planète et d'émergence de la vie ?
  • Comment le système solaire fonctionne-t-il ?
  • Quelles sont les lois fondamentales de la physique de l'univers ?
  • Comment est apparu l'univers actuel et de quoi est-il fait ?

Les séances de travail permettent de dégager 22 thématiques[2].

Les missions sélectionnées sont rattachées à trois classes qui se distinguent par le budget alloué :

  • Les missions moyennes (classe M) dont le coût est plafonné à 470 millions €.
  • Les missions lourdes (classe L) dont le coût est plafonné à 900 millions d'euros.
  • Les petites missions (classe « S ») dont le est coût plafonné à 50 millions d'euros. Cette catégorie a été ajoutée au début des années 2010.
Synthèse des missions sélectionnées ou prévues (maj août 2015)
Code mission Type Mission sélectionnée ou candidats Date de lancement Statut Type engin Objectif
M1 Mission moyenne Solar Orbiter 2017 Sélectionnée Sonde spatiale de type orbiteur Observatoire solaire
S1 Petite mission CHEOPS 2017 Sélectionnée Télescope lumière visible/infrarouge Mesure des caractéristiques des exoplanètes. En coopération avec la Suisse.
M2 Mission moyenne Euclid 2020 Sélectionnée Télescope lumière visible/infrarouge Étude de l'énergie sombre
S2 Petite mission Smile 2021 Sélectionnée en juin 2015 Orbiteur terrestre Étude de la magnétosphère. En coopération avec la Chine.
L1 Mission lourde JUICE (ex JGO) 2022 Sélectionnée Sonde spatiale de type orbiteur Étude des satellites galiléens de Jupiter
M3 Mission moyenne PLATO 2024 sélectionnée Groupe de télescopes Détection d'exoplanètes
L2 Mission lourde ATHENA 2028 sélectionnée Télescope rayons X Thème  : l'univers chaud et énergétique
M4 Mission moyenne Candidats : ARIEL THOR, XIPE 2025 en cours de sélection en 2015
L3 Mission lourde 2034 sélection à la fin des années 2010 Thème : L'univers gravitationnel

Les missions moyennes[modifier | modifier le code]

Sélection des missions M1 et M2[modifier | modifier le code]

En mars 2007 un premier appel à propositions est lancé pour les deux premières missions de classe moyenne M1 et M2, qui doivent être lancées en 2017-2019. Il aboutit à la formulation de 60 propositions de mission dont 19 en astrophysique, 12 dans le domaine de la physique fondamentale et 19 missions d'exploration du système solaire[3],[4]. Six projets puis trois projets sont pré-sélectionnés en janvier 2010 pour les deux missions de classe moyenne qui doivent être lancées en 2017/2019 (M1 et M2)[5].

Les 3 missions finalistes étaient[6] :

En octobre 2011, les missions M1 et M2 sont choisies : Solar Orbiter doit être lancée en 2017 tandis qu'Euclid doit l'être en 2019[7].

Sélection de la mission M3[modifier | modifier le code]

En février 2011 l'Agence Spatiale européenne pré-sélectionne parmi 47 candidats, 4 projets pour la future mission M3 auquel s'ajoute PLATO finaliste non retenu des missions M1 ou M2 . La mission M3 doit être lancée entre 2020 et 2022[8]. Les quatre candidats sélectionnés sont :

  • Exoplanet Characterisation Observatory (EChO). Placé au point de Lagrange L2, ce télescope spatial pourrait utiliser une optique de 1,5 mètre de diamètre équipée de plusieurs spectro-photomètres fonctionnant en lumière visible et en infrarouge. En utilisant la technique de spectroscopie de transit, EChO mesurerait les caractéristiques de l'atmosphère d'un échantillon représentatif d'exoplanètes. Il mesurerait en particulier la composition de celles-ci, les profils de température et de pression et l'albédo. L'objectif est d'améliorer notre connaissance sur la manière dont les planètes se forment et évoluent.
  • Large Observatory For X-ray Timing (LOFT) pourrait étudier les mouvements de matière à proximité des trous noirs et son état à l'intérieur des étoiles à neutrons en analysant les émissions de rayons X et les fluctuations du spectre électromagnétique. LOFT devrait emporter deux instruments : un détecteur de rayons X doté de la plus grande superficie collectrice jamais réalisée et un instrument d'observation grand angle chargé de surveiller une large fraction de la sphère céleste.
  • MarcoPolo-R est un projet recalé lors des pré-sélections de M1 et M2 qui consiste à ramener sur Terre des échantillons d'un astéroïde placé sur une orbite proche de notre planète.
  • STE-QUEST (Space-Time Explorer and Quantum Equivalence Principle Space Test) est une expérience de physique fondamentale consistant à mesurer de manière particulièrement précise l’effet de la gravité sur la matière et le temps et de tester le principe d'équivalence au niveau atomique.

En octobre 2011, les deux missions moyennes qui doivent être lancées dans la décennie 2010 sont confirmées : Euclid et Solar Orbiter avec des lancements respectifs en 2019 et en 2017. Le perdant est le projet PLATO qui est donc intégré à la pré-sélection retenue pour la mission M3[7]. En février 2014, l'ESA annonce la sélection de PLATO dont le lancement est planifié en 2024. PLATO est équipé de 34 télescopes qui observent en permanence les étoiles proches d'une partie important de la voute céleste. Les exoplanètes sont détectées en mesurant avec une grande précision les variations de l'intensité lumineuse des étoiles tandis que certaines de leurs caractéristiques sont obtenues par la technique de l'astrosismologie[9].

Sélection de la mission M4[modifier | modifier le code]

L'appel à propositions pour la mission M4 est lancé en aout 2014[10]. Début mai 2015 l'agence spatiale européenne annonce que trois candidats ont été retenus par le comité de sélection pour cette mission qui doit être lancée en 2025. Ce sont[11]. :

  • ARIEL qui doit analyser l'atmosphère autour de 500 planètes tournant autour d'étoiles proches de notre Soleil et déterminer leurs composition chimique et les conditions physiques qui y règnent. L'objectif est de mieux comprendre le processus de formation du système solaire.
  • THOR doit étudier un problème fondamental de la physique des plasmas en étudiant le processus d'échauffement du plasma puis de dissipation de l'énergie accumulée. À cet effet il doit être placé en orbite autour de la Terre et étudier notamment les interactions entre le vent solaire et le champ magnétique terrestre.
  • XIPE est un observatoire spatial qui doit étudier le rayonnement X émis par les supernovae, les jets galactiques, les trous noirs et les étoiles à neutrons pour mieux comprendre le comportement de la matière dans cet environnement extrême.

Les missions lourdes[modifier | modifier le code]

La sélection de la mission L1[modifier | modifier le code]

En 2007, le processus de pré-sélection de la première mission lourde L1, dont le lancement est planifié vers 2020, est engagé. Trois missions sont pré-sélectionnées en février 2009 (JGO, LISA et IXO) tandis que la mission TandEM (Titan and Enceladus Mission) est éliminée[12]. Ces missions lourdes devaient, à l'époque, être développées conjointement avec la NASA qui doit participer notamment à hauteur de 50 % à deux d'entre elles (IXO, LISA). Début 2011 des réductions importantes du budget de l'agence spatiale américaine entrainent l'annulation de sa participation à ces missions. Compte tenu du changement de budget disponible l'Agence spatiale européenne demande aux équipes projets d'étudier d'ici 2012 si elles peuvent poursuivre le développement de ces missions avec une participation limitée de partenaires extérieure[13]. Pour JUICE, la participation américaine se traduisait par le développement d'une seconde sonde spatiale, Jupiter Europa Orbiter, chargée d'explorer la lune Europe ; il est demandé à l'équipe de JUICE d'ajouter aux objectifs de la sonde européenne le survol d'Europe

Les trois missions refondues sont alors[6] :

La mission JUICE est retenue en mai 2012 pour être la première mission lourde (L1) de la décennie 2015-2025. Elle doit être lancée en 2022.

La sélection des missions L2 et L3[modifier | modifier le code]

L'Agence spatiale européenne a émis en mars 2013 un appel à propositions pour les futures missions lourdes L2 et L3 qui seront lancées respectivement en 2028 et 2034. Le processus de sélection comprend deux étapes. Une trentaine de propositions de thèmes scientifiques ont été envoyées en mai 2013 à l'ESA dont deux ont été sélectionnés en novembre de la même année par un comité rassemblant des personnalités du monde scientifique (Senior Survey Committee) présidé par Catherine Cesarsky. Les thèmes de ces deux missions choisis fin novembre 2013 par le comité scientifique désigné par le directeur des missions scientifiques sont : l'univers chaud et énergétique pour la mission L2 et l'univers gravitationnel pour la mission L3 [14],[15],[16],[17]. C'est le projet ATHENA - Advanced Telescope for High ENergy Astrophysics - qui a été choisi en juin 2014 pour la mission L2[18]. Le processus de choix pour la mission L3 débutera en 2016[18].

Les petites missions[modifier | modifier le code]

Un premier appel à propositions a été lancé en mars 2012[19]. 74 lettres d'intentions ont été reçues[20] et 26 projets ont été présélectionnés. La première mission doit être lancée en 2017. En octobre 2012, la mission CHEOPS, dédiée à l'étude d'exoplanètes connues a été sélectionnée[21]. Il s'agit d'un développement conjoint de l'ESA et d'instituts de recherche suisses.

La mission S2 : Smile[modifier | modifier le code]

La deuxième mission de cette famille est comme Cheops développé conjointement avec un autre pays, la Chine. La mission Smile a été sélectionnée en juin 2015 et doit être lancée en 2021. Le satellite est dédié à l'étude des interactions de la magnétosphère terrestre et du vent solaire[22].

Notes et références[modifier | modifier le code]

Notes[modifier | modifier le code]

Références[modifier | modifier le code]

  1. (en) « Cosmic Vision 2015-2025 What are the themes for space science? », sur http://sci.esa.int, ESA,‎
  2. (en)[PDF] « Cosmic Vision Space Science for Europe 2015-2025 », sur http://sci.esa.int, ESA,‎
  3. (en) « Cosmic Vision 2015-2025 Call for Proposals », sur http://sci.esa.int, ESA,‎
  4. (en) « Briefing Meeting Cosmic Vision 2015-2025 Call for Proposals », sur http://sci.esa.int, ESA,‎
  5. (en) « ESA chooses three scientific missions for further study », sur http://sci.esa.int, ESA,‎
  6. a et b (en) « Candidate Missions for Cosmic Vision 2015-2025 Assessment Studies », sur http://sci.esa.int, ESA,‎
  7. a et b ESA, « Timeline for Selection of M-class Missions », sur http://sci.esa.int (consulté le 29 janvier 2011)
  8. (en) « Four candidates selected for the next medium-class mission in ESA's Cosmic Vision », ESA,‎
  9. (en) « ESA selects planet-hunting Plato Mission », ESA,‎
  10. (en) « Call for proposals; missions selected » (consulté le 4 juin 2015)
  11. (en) « Three candidates for ESA's next medium class science mission », ESA,‎
  12. (en) « NASA and ESA prioritize outer planet missions », sur http://sci.esa.int, ESA,‎
  13. (en) « New approach for L-class mission candidates », sur http://sci.esa.int, ESA,‎
  14. (en) « Call for White Papers for the definition of the L2 and L3 missions in the ESA Science Programme », ESA,‎
  15. (en) « Senior Survey Committee (for selection of science themes for L2 and L3 missions) », ESA (consulté le 9 novembre 2013)
  16. (en) « Presentation Meeting 2013 - L2 and L3 science themes Announcement and registration », ESA,‎
  17. (en) « Report of the Senior Survey Committee on the selection on science themes for the L2 and L3 missions », ESA,‎
  18. a et b (en) « Timeline for selection of L-class missions », sur ESA,‎
  19. http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=50119 ESA Call for S-class missions
  20. ESA Science & Technology: S-class mission Letters of Intent
  21. ESA Portal - France - La toute nouvelle petite mission du Programme scientifique de l’ESA étudiera les « super-Terres »
  22. (en) « ESA and Chinese Academy of Sciences to study SMILE as joint mission », sur Agence spatiale européenne,‎

Bibliographie[modifier | modifier le code]

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Les six missions du programme Cosmic Vision :

Liens externes[modifier | modifier le code]