Sélection de la mission spatiale ARIEL de l’ESA

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 ;

- Évaluation 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 20 mars 2018. 

Pierre Drossart rappelle : « 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. » 

La mission ARIEL a été proposée par un consortium de plus de 60 instituts dans 15 pays européens(*). 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.
 
Marc Ollivier insiste : « L'observation est particulièrement délicate, car l'information sur la planète doit être dissociée de la lumière de l'étoile elle-même, 1000 à 100000 fois plus brillante que la planète. La performance ultime est obtenue grâce à la stabilité photométrique intrinsèque de l'instrument et une connaissance très rigoureuse de son fonctionnement ». 

ARIEL prend sa source dans des travaux 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 cœur 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.
 
« ARIEL est la suite logique des programmes d'observations d'exoplanètes que nous allons conduire avec le JWST. L'approche statistique d’ARIEL est cruciale ; c'est très réjouissant que l'Europe puisse être l'acteur prépondérant de cette nouvelle page qui s'ouvre dans l'histoire de l'étude des exoplanètes » conclut Pierre-Olivier Lagage.

(*) : Royaume-Uni, France, Italie, Pologne, Espagne, Pays-Bas, Belgique, Autriche, Danemark, Irlande, Hongrie, Suède, République Tchèque, Allemagne, Portugal