Rapport annuel 2021

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CHEOPS fête son deuxième anniversaire dans l’espace

Matière et univers

CHEOPS fête son deuxième anniversaire dans l’espace

Depuis deux ans en orbite, le satellite CHEOPS fonctionne comme prévu et a même dépassé les attentes. En révélant de manière fiable les détails de certaines des exoplanètes les plus fascinantes, il est rapidement devenu un instrument clé pour les astronomes européens et a donné lieu à des collaborations fructueuses sur tout le continent. CHEOPS est une mission conjointe de l'Agence spatiale européenne (ESA) et de la Suisse, sous l'égide de l'Université de Berne en collaboration avec l'Université de Genève.

 

Lancé depuis la base de lancement européenne en Guyane française le 18 décembre 2019, le satellite CHEOPS en orbite terrestre a démontré sa fonctionnalité et sa précision au-delà des attentes. Qu'il puisse un jour en arriver là n'a jamais été une certitude et aurait du être presque impossible en raison de la pandémie du virus Corona.

Un élément clé de l'astronomie européenne

"Nous avons eu beaucoup de chance que les choses se soient si bien passées. Après des années de préparation, de construction et de tests, il est étonnant de penser que si le lancement avait été retardé de deux semaines seulement, les choses auraient pu se passer très différemment", se souvient Willy Benz, professeur d'astrophysique à l'université de Berne et chef du consortium CHEOPS. En raison de la pandémie, l'accès au centre d'opération était devenu très limité, mais heureusement, peu de temps avant l'arrêt d'une grande partie de l'Europe, toutes les vérifications nécessaires ont pu être effectuées et le télescope a pu fonctionner en mode automatique. Cela a permis aux scientifiques travaillant avec CHEOPS de faire fonctionner l'instrument à distance (la plupart du temps depuis leur domicile) et de recueillir toutes les données d'observation dont ils avaient besoin pour effectuer leurs recherches avec succès.

Jusqu'à présent, près de 100 scientifiques, provenant de 40 instituts de tout le continent, ont eu la chance de bénéficier des capacités uniques de CHEOPS, conduisant à des résultats importants publiés dans près de 30 articles scientifiques. Ces résultats incluent la caractérisation des atmosphères de planètes extrêmement chaudes qui évaporent le fer, la détection de systèmes planétaires qui orbitent autour de leur étoile en harmonie presque parfaite ou la mesure de la structure de super-Terres glacées. "CHEOPS a démontré sa flexibilité, sa fiabilité et sa grande précision à de nombreuses occasions, par exemple en révélant des détails de planètes et de systèmes planétaires qui restaient cachés à d'autres instruments, comme le Transiting Exoplanets Survey Satellite (TESS) de la NASA", déclare David Ehrenreich, le scientifique de la mission et professeur d'astronomie à l'Université de Genève.

Le saviez-vous ?

« CHEOPS se consacre à la caractérisation des transits d’exoplanètes. CHEOPS mesure les variations de luminosité d’une étoile lorsqu’une planète passe devant elle. Ces valeurs permettent de déduire la taille de la planète et ensuite de déterminer sa densité avec l’aide des données déjà disponibles. On obtient ainsi des informations capitales sur ces planètes —par exemple, si elles sont principalement rocheuses, si elles sont composées de gaz ou si on y trouve des océans profonds. C’est une étape importante pour déterminer si une planète réunit des conditions favorables au développement de la vie. »

Un atout précieux pour l'avenir

Les capacités de CHEOPS seront encore d’avantage mises en avant avec le lancement de la prochaine génération d'instruments comme le futur télescope spatial James Webb (JWST) de la NASA. "Nous sommes convaincus qu'avec sa haute précision et sa flexibilité, CHEOPS peut servir de pont entre des instruments comme TESS et le JWST, car ce dernier a besoin d'informations précises sur des cibles d'observation potentiellement intéressantes. Alors que TESS peut détecter de nombreuses cibles, CHEOPS peut aider à filtrer les plus prometteuses et ainsi optimiser le fonctionnement de l'instrument de 10 milliards de dollars qu'est le JWST", souligne Willy Benz.

"Nous espérons également que les progrès scientifiques nous permettront d'étendre les domaines de recherche de CHEOPS à l'étude des circulations atmosphériques et des nuages sur les exoplanètes ou à la détection de la première lune autour d'une exoplanète", ajoute David Ehrenreich. La réalisation de ces objectifs dépendra également de la décision de l'ESA de prolonger jusqu'en 2025 la période d'exploitation de CHEOPS qui doit se terminer à l'automne 2023. Quoi qu'il en soit, 2022 sera encore une année passionnante pour le télescope "suisse" de l'espace.
Représentation artistique du CHEOPS au-dessus de la terre. © ESA / ATG Medialab
Le télescope spatial CHEOPS a détecté six planètes en orbite autour de l'étoile TOI-178. Les périodes orbitales de cinq d’entre elles sont en harmonie, malgré des densités très différentes, remettant en question notre compréhension de la formation et de l'évolution des systèmes planétaires. © ESO/L. Calçada
Lancement de CHEOPS le 18 décembre 2019 du port spatial de l’Agence spatiale européenne (ESA) à Kourou, en Guyane française. © ESA - S. Corvaja
Willy Benz explique les particularités de CHEOPS à l'ancien conseiller fédéral Johann Schneider-Ammann, en août 2018, dans la salle blanche de RUAG près de Zurich. © Université de Berne, Image: Adrian Moser
Willy Benz est le chercheur principal de la mission CHEOPS de l'ESA. © Université de Berne, photo: Ramon Lehmann
La photo montre les composants optiques et l'électronique haute fréquence des deux récepteurs de l'instrument SWI de la mission JUICE de l'ESA. © Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung

LA RECHERCHE SPATIALE BERNOISE: AVEC L’ÉLITE MONDIALE DEPUIS LE PREMIER ALUNISSAGE

Le 21 juillet 1969, lorsque Buzz Aldrin, deuxième homme à sortir du module lunaire, a posé le pied sur la Lune, il a déroulé la voile solaire de l’Université de Berne et l’a plantée dans le sol lunaire avant même que le drapeau américain ne soit hissé. Le Solarwind Composition Experiment (SWC), qui avait été planifié et évalué par le Prof. Dr. Johannes Geiss et son équipe de l’Institut de physique de l’Université de Berne, a été l’un des premiers moments forts de l’histoire de la recherche spatiale bernoise.

Depuis, celle-ci fait partie de l’élite spatiale mondiale. Les chiffres dressent un bilan impressionnant : des instruments ont volé 25 fois dans la haute atmosphère et l’ionosphère à bord de fusées (1967-1993), 9 fois dans la stratosphère lors de vols en ballon (1991-2008), plus de 30 instruments ont équipé des sondes spatiales et, avec CHEOPS, l’Université de Berne a été en charge d’une mission complète aux côtés de l’ESA.

Les travaux fructueux du Département de recherche spatiale et de planétologie (WP) de l’Institut de physique de l’Université de Berne ont été consolidés par la création d’un centre de compétence universitaire : le Center for Space and Habitability (CSH). Le Fonds national suisse a en outre confié le pôle de recherche national (PRN) PlanetS à l’Université de Berne, qu’elle dirige en collaboration avec l’Université de Genève.

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