Ce gif montre une série d'images d'une seule observation d'une étoile par le vaisseau spatial ASTERIA. Dans les premières images, l'étoile semble se déplacer alors qu'ASTÉRIA se dirige vers l'étoile cible puis se verrouille. Dans le reste des cadres, le vaisseau spatial reste verrouillé sur l'étoile cible. Crédit :NASA/JPL-Caltech
Le satellite ASTERIA, qui a été déployé en orbite terrestre basse en novembre, n'est que légèrement plus grand qu'une boîte de céréales, mais il pourrait être utilisé pour aider les astrophysiciens à étudier les planètes en orbite autour d'autres étoiles.
Les chefs de mission du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie, a récemment annoncé qu'ASTÉRIA avait atteint tous ses objectifs de mission principaux, démontrant que les technologies miniaturisées embarquées peuvent fonctionner dans l'espace comme prévu. Ceci marque le succès de l'une des premières missions d'astrophysique CubeSat au monde, et montre que petit, des satellites à faible coût pourraient être utilisés pour aider à de futures études de l'univers au-delà du système solaire.
"ASTERIA est petite mais puissante, " a déclaré le chef de mission Matthew W. Smith du JPL. " Regrouper les capacités d'un vaisseau spatial beaucoup plus gros dans un encombrement réduit était un défi, mais au final, nous avons démontré des performances de pointe pour un système de cette taille."
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ASTÉRIE, ou le télescope spatial Arcsecond permettant la recherche en astrophysique, ne pèse que 22 livres (10 kilogrammes). Il transporte une charge utile pour mesurer la luminosité des étoiles, qui permet aux chercheurs de surveiller les étoiles proches pour les exoplanètes en orbite qui provoquent une brève baisse de luminosité lorsqu'elles bloquent la lumière des étoiles.
Un cliché du ciel pris par ASTÉRIA, montrant le champ de vision complet de l'engin spatial ; la constellation est visible en bas à droite. Les images du satellite sont recadrées lorsque les scientifiques veulent surveiller une étoile individuelle. Crédit :NASA/JPL-Caltech
Cette approche pour trouver et étudier les exoplanètes est appelée la méthode du transit. Le télescope spatial Kepler de la NASA en a détecté plus de 2, 300 planètes confirmées utilisant cette méthode, plus que tout autre observatoire de chasse aux planètes. La prochaine grande envergure de l'agence, observatoire spatial de chasse aux planètes, le Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), devrait découvrir des milliers d'exoplanètes et devrait être lancé depuis la base aérienne de Cap Canaveral en Floride le 16 avril.
À l'avenir, de petits satellites comme ASTERIA pourraient servir de méthode peu coûteuse pour identifier les exoplanètes en transit en orbite brillante, Des étoiles semblables au soleil. Ces petits satellites pourraient être utilisés pour rechercher des transits planétaires lorsque de plus grands observatoires ne sont pas disponibles, et les planètes d'intérêt pourraient alors être étudiées plus en détail par d'autres télescopes. De petits satellites comme ASTERIA pourraient également être utilisés pour étudier certains systèmes stellaires qui ne sont pas dans le champ de vision des plus grands observatoires, et surtout, se concentrer sur les systèmes stellaires qui ont des planètes avec de longues orbites qui nécessitent de longues campagnes d'observation.
L'équipe ASTERIA a maintenant démontré que la charge utile du satellite peut pointer directement et régulièrement vers une source lumineuse pendant une période de temps prolongée, une exigence clé pour effectuer la photométrie de précision nécessaire à l'étude des exoplanètes via la méthode du transit.
Il est difficile de rester stable sur une étoile lointaine car il y a beaucoup de choses qui poussent et tirent subtilement sur le satellite, comme l'atmosphère terrestre et le champ magnétique. La charge utile d'ASTERIA a atteint une stabilité de pointage de 0,5 seconde d'arc RMS, qui fait référence au degré auquel la charge utile s'éloigne de sa cible prévue sur une période d'observation de 20 minutes. La stabilité de pointage a été répétée sur plusieurs orbites, avec les étoiles positionnées sur les mêmes pixels sur chaque orbite.
"C'est comme être capable de frapper un quart avec un pointeur laser à environ un mile de distance, " a déclaré Christophe Pong, l'ingénieur contrôle d'attitude et de pointage pour ASTERIA au JPL. "Le faisceau laser doit rester à l'intérieur du bord du quartier, et ensuite le satellite doit être capable de frapper exactement le même quartier – ou étoile – sur plusieurs orbites autour de la Terre. Donc, ce que nous avons accompli, c'est à la fois la stabilité et la répétabilité."
ASTERIA a été déployé depuis la Station spatiale internationale le 20 novembre 2017. Crédit :NASA/JPL-Caltech
La charge utile a également utilisé un système de contrôle pour réduire le "bruit" dans les données créé par les fluctuations de température dans le satellite, un autre obstacle majeur pour un instrument tentant de surveiller attentivement la luminosité stellaire. Lors des observations, la température de la section contrôlée du détecteur fluctue de moins de 0,02 Fahrenheit (0,01 Kelvin, ou 0,01 degré Celsius).
Petits satellites
ASTÉRIA est un CubeSat, une sorte de petit satellite constitué d'"unités" de 10 centimètres cubes, ou environ 4 pouces de chaque côté. ASTERIA a la taille de six unités CubeSat, ce qui en fait environ 10 centimètres sur 20 centimètres sur 30 centimètres. Avec ses deux panneaux solaires dépliés, le satellite est à peu près aussi long qu'une planche à roulettes.
La mission ASTERIA a utilisé du matériel CubeSat disponible dans le commerce dans la mesure du possible, et contribue à une connaissance générale du fonctionnement de ces composants dans l'espace.
"Nous continuons à caractériser les composants CubeSat que d'autres missions utilisent ou souhaitent utiliser, " a déclaré Amanda Donner, responsable assurance mission pour ASTERI au JPL.
ASTERIA a été lancé vers la Station spatiale internationale en août 2017. Ayant passé plus de 140 jours dans l'espace, le satellite fonctionne sur une mission prolongée jusqu'en mai.
