7 Octobre 2014

Mission

Objectifs Scientifiques

L'objectif primaire de Plato est d'ouvrir une nouvelle voie dans la science des exoplanètes, en fournissant une analyse statistique complète des systèmes exoplanétaires autour des étoiles qui sont brillantes et assez proches pour permettre des études simultanées et détaillées de leurs étoiles hôtes.

La possibilité d'observer cet échantillon d'étoiles hôtes avec une précision photométrique de 1 ppm permettra une analyse sismologique amenant à la détermination des masses stellaires et planétaires à environ 1%. Il sera possible de déterminer l'âge des systèmes à quelques centaines de millions d'années près permettant d'augmenter considérablement notre connaissance de l'évolution planétaire et stellaire.

Cette mission observera aussi un très grand nombre d'étoiles avec une précision légèrement moindre. Tout ceci amènera à l'extension d'un ordre de magnitude de notre connaissance des systèmes exoplanétaires ainsi que leurs étoiles hôtes initialisé par Corot et poursuivi par Kepler, en surveillant encore plus d'étoiles jusqu'à une magnitude permettant la détection de planètes de taille et d'orbite comparable à la Terre.

Un objectif secondaire important de Plato sera de réaliser l'analyse sismique d'un très grand nombre d'étoiles à travers tout le diagramme Hertzsprung-Russel, même sans système exoplanétaire détecté.

Ceci amènera une compréhension des processus d'évolution stellaire et planétaire, par l'étude de l'intérieur des étoiles et la distribution des systèmes planétaires ce qui constituera une étape majeure pour les futur progrès dans la plupart des domaines en astrophysique ainsi que dans les approches scientifiques et philosophiques de l'origine de la vie dans l'Univers.

Mission

Le scénario de mission actuel est de lancer Plato avec un véhicule Soyouz-Frégate 2-1b (coiffe ST), avec une insertion en orbite directe autour du second point de Lagrange (L2) du système Soleil-Terre. Pour ce type d'orbite, le lanceur a une capacité d'à peine plus de 2100 kg. Le lancement de Plato est prévu en 2024.

L'orbite sélectionnée à L2 est de type Lissajous large-amplitude (500 000 x 400 000 km). L2 a été choisi pour son environnement ambiant stable en termes de température et de radiation ainsi que pour la possibilité d'orbites sans éclipse avec une vue non obstruée de grandes parties du ciel (le Soleil, la Terre et la Lune sont tous localisés dans un angle solide relativement petit, vu depuis le satellite). Une fois en orbite le satellite Plato sera retourné périodiquement autour de son axe de pointage pour garder son bouclier solaire en direction du Soleil. Des manœuvres de contrôle d'orbite seront réalisées une fois par mois.

La mission aura une durée de vie nominale de six ans, divisée en trois phases. Les deux premières phases seront utilisées pour des observations de longue durée, avec chaque observation concentrée sur une partie du ciel que l'on pense contenir une haute densité d'étoiles naines froides. Un de ces champs de ciel sera probablement autour de la longitude 210° () et de la latitude () -60° de l'écliptique et l'autre champ = 306° et = 67°, qui sont proches du plan galactique. La durée de chacune de ces observations sera de plusieurs années – la première de 2-3 ans, la seconde de 2 ans - de manière à observer de façon répétitive des transits à période orbitale similaire à celle de la Terre. Ceci est nécessaire pour réduire la probabilité de faux positifs, venant de la détection du changement de la brillance d'une étoile, par exemple, ceux-ci se produisant de façon naturelle pour les étoiles, dans l'environnement stellaire (par exemple, objets d'arrière-plan) ou artificiellement induits par la charge utile du satellite. La dernière phase sera une phase de "step-and-stare" (déplacement-observation), où plusieurs champs d'observation différents avec des cycles scientifiques intéressants seront chacun suivis pendant une période de plusieurs mois. La phase step-and-stare durera au moins 1 an.

ciel_obs_plato.png

Les champs visés par Plato, Corot et Kepler. En bleu, le disque de la Voie Lactée. Les champs "step-and-stare" (plus clairs) sont indiqués de façon illustrative, leur emplacement exact sera ajusté.

Chaque champ comportera au moins 20 000 étoiles naines et sous-géantes de magnitude inférieure à 8. La précision photométrique atteinte est 3,4 10-5. La magnitude maximale des étoiles observées est de 11, afin de permettre un suivi et une caractérisation avec les grands observatoires dans de bonnes conditions.