Un nouveau satellite miniature conçu et construit au Laboratoire de physique de l'atmosphère et de l'espace (LASP) de CU Boulder fournit la preuve que les choses « mignonnes » peuvent relever de grands défis scientifiques.

Le Colorado Ultraviolet Transit Experiment (CUTE) devrait être lancé dans l'espace le 27 septembre. L'engin spatial d'environ 4 millions de dollars, un type de satellite plus petit que d'habitude connu sous le nom de "CubeSat, " est à peu près aussi grand qu'une "boîte de Cheerios de taille familiale, " a déclaré Kevin France, chercheur au LASP, chercheur principal de la mission.

Mais il a des objectifs puissants :sur une période d'environ 7 mois, la mission suivra la physique volatile autour d'une classe de planètes extrêmement chaudes en orbite autour d'étoiles très éloignées de la Terre. C'est la première mission CubeSat financée par la NASA à scruter ces mondes lointains, marquant un test majeur de ce dont les petits vaisseaux spatiaux peuvent être capables.

"C'est une expérience que la NASA mène pour voir combien de science peut être faite avec un petit satellite, " dit la France, professeur au Département des sciences astrophysiques et planétaires. "C'est excitant mais aussi un peu intimidant."

La mission décollera à bord d'une fusée United Launch Alliance Atlas V aux côtés du satellite Landsat 9 de la base de force spatiale Vandenberg à Lompoc, Californie.

Une fois que CUTE entre en orbite autour de la Terre, il jettera son dévolu sur une suite d'exoplanètes appelées « Jupiters chaudes ». Comme leurs noms l'indiquent, ces planètes gazeuses sont à la fois grandes et brûlantes, atteignant des températures de milliers de degrés Fahrenheit. Les découvertes du satellite aideront les scientifiques à mieux comprendre comment ces planètes, et plein d'autres, évoluer et même rétrécir sur des milliards d'années.

Dans les années récentes, LASP a dirigé le développement de plusieurs missions CubeSat pour tout explorer, de l'activité du soleil aux supernovae dans les galaxies lointaines. Contrairement aux missions spatiales plus importantes, qui coûtent souvent des centaines de millions de dollars, les ingénieurs peuvent produire des CubeSats à bon marché.

« Il y a à peine dix ans, de nombreux membres de la communauté spatiale ont exprimé l'opinion que les missions CubeSat n'étaient guère plus que des « jouets, ", a déclaré Daniel Baker, directeur du LASP. " Il a été reconnu que les petits engins spatiaux pouvaient être utiles comme outils d'enseignement et de formation, mais il y avait un scepticisme généralisé quant à la possibilité de faire de la science de pointe avec de si petites plates-formes. Je suis ravi que LASP et l'Université du Colorado aient ouvert la voie en démontrant qu'une science remarquable peut être réalisée avec de petits emballages. CUTE et d'autres missions CU CubeSat changent le paysage de la recherche fondamentale."

Planètes brûlantes

MIGNONNE, en particulier, aborde un sujet brûlant en astrophysique.

Jupiters chauds, et leurs cousins ​​encore plus chaotiques les Jupiters ultra-chauds, sont une classe particulièrement inhospitalière de mondes gazeux. Prenez KELT-9b :cette planète, qui se trouve dans un système stellaire à environ 670 années-lumière du nôtre, a une masse presque trois fois plus grande que celle de Jupiter. Mais KELT-9b orbite également beaucoup plus près de son étoile d'origine, si près que les températures sur la planète ont atteint un niveau époustouflant de 7, 800 degrés Fahrenheit.

"Parce que ces planètes sont garées si près de leurs étoiles mères, ils reçoivent une quantité énorme de rayonnement, ", a déclaré la France.

Ce rayonnement fait des ravages sur une planète au fil du temps. A ces températures, les atmosphères des Jupiters chauds commencent à se dilater comme un poisson-globe et peuvent même s'arracher et s'échapper dans l'espace.

C'est là qu'intervient CUTE :tout au long de sa mission, le vaisseau spatial mesurera à quelle vitesse les gaz s'échappent d'un minimum de 10 Jupiters chauds, y compris KELT-9b. Il réalisera cet exploit en utilisant son unique, conception de télescope rectangulaire, qui a été lancé au LASP.

"En fin de compte, CUTE a un objectif majeur, et c'est d'étudier les atmosphères gonflées de ces très chauds, de jolies exoplanètes gazeuses, " a déclaré Arika Egan, un étudiant diplômé du LASP qui a contribué au développement de la mission. "L'inflation et l'évasion que subissent ces atmosphères exoplanétaires sont à des échelles tout simplement jamais vues dans notre propre système solaire."

La France a ajouté que les découvertes de l'équipe pourraient en dire beaucoup aux scientifiques, non seulement sur les Jupiters chauds, mais aussi sur toute la gamme des planètes qui existent dans la galaxie. Cela inclut des mondes petits et rocheux comme la Terre et ses proches voisins. (Mars, par exemple, a également perdu une grande partie de son atmosphère en près de 3 milliards d'années, rendre la planète inhabitable pour l'homme).

"Plus nous comprenons d'endroits où nous comprenons l'évasion atmosphérique, mieux nous comprenons l'évasion atmosphérique dans son ensemble, " La France a déclaré. "Nous pouvons ensuite appliquer ces découvertes à différents types de planètes."

Bon voyage

Il a noté que CUTE est bien adapté pour sonder les atmosphères des mondes extraterrestres. Contrairement aux missions spatiales plus importantes, comme le télescope spatial Hubble, ce satellite n'a qu'une tâche à accomplir :scanner autant de Jupiters chauds que possible pendant sa courte durée de vie.

La France a dit que, après avoir passé quatre ans à développer CUTE à Boulder, lui et son équipe se sentent aigre-doux au sujet du lancement prochain de la mission. Egan, pour sa part, est impatient que le petit vaisseau fasse une petite brèche dans les questions sur la place de la Terre dans la galaxie.

"Quand vous regardez le ciel et voyez des milliers d'étoiles, qui est existentiel en soi, " dit-elle. " Mais alors vous pensez aux planètes que nous avons découvertes autour de ces étoiles, des milliers de planètes. Nous avons à peine effleuré la surface de leur caractérisation, de comprendre leur diversité. Le peu que nous savons est étonnant, et se joindre à l'effort pour en savoir plus est gratifiant."