Persée

Contexte

La mission PEGASE a été proposée par un consortium de laboratoires scientifiques, associé à l’ONERA, à THALES et au CNES dans le cadre de son appel à idée vol en formation effectué en 2004. Son but est la caractérisation spectrale par spectroscopie "annulante" de compagnons faibles d’étoiles tels que les Pégasides (Jupiters chauds) et naines brunes dans la bande 2.5-5 µm.

La spectroscopie annulante consiste à la base en un interféromètre de Michelson en frange noire. Afin de réduire au maximum le contraste entre une étoile brillante et le compagnon peu brillant qu’on cherche à caractériser, l’étoile est placée sur la frange centrale noire, le compagnon sur une frange brillante. La base de l’interféromètre est variable, de 50 à 500 m. Il est placé au point de Lagrange L2 pour bénéficier de conditions d’environnement très stables. Les trois satellites sont lancés ensemble dans une fusée Soyouz.

La mission a été étudiée lors d’une phase 0 effectuée en 2005. La conclusion de l’étude est que la mission PEGASE offre une science originale et de haut niveau, et apparaît comme faisable (c’est-à-dire sans point majeur bloquant) pour un coût d’environ 400 M€. Cependant, son envergure dépasse le cadre national et elle doit être placée au niveau européen. La recommandation actuelle est de travailler sur la charge utile en recherche technologique afin de préparer une contribution française à ce projet ou à un projet voisin.

Vue d’artiste de l’interféromètre spatial PEGASE.

L’étoile est placée sur une frange noire, le compagnon sur une frange brillante permettant ainsi sa caractérisation (crédit CNES)

Le projet PERSEE

A l’issue de phase 0 de vol en formation, le CNES dédie donc un effort important de recherche technologique à un maquettage de charge utile Pégase, dans la perspective d’un programme européen futur. Ce maquettage a été baptisé PERSEE (Pegase Experiment for Research and Stabilization of Extreme Exctinctions).

L’objectif principal de PERSEE est donc d’étudier en laboratoire, la stabilité d’un interféromètre en frange noire lorsqu’il est soumis à des perturbations représentatives de celles qu’il pourrait subir au point de Lagrange L2. L’interféromètre étant asservi, les perturbations sont automatiquement analysées et corrigées.

Ce projet de R&D financé par le CNES est mené en collaboration avec différents laboratoires (ONERA, IAS - Institut d’Astrophysique Spatiale, OCA - Observatoire de la Côte d’Azur, LESIA) et un partenaire industriel (THALES).

PERSEE est rattaché à la thématique scientifique Détection et caractérisation des planètes extrasolaires.

Les intégrations et les tests fonctionnels de PERSEE se sont déroulés en 2009. Les premiers franges noires monochromatiques obtenues montrent que les performances atteintes sont conformes aux spécifications.

Vue d’ensemble du banc

Le rôle du LESIA dans le projet

Le LESIA est le laboratoire d’accueil de la maquette PERSEE. Une salle blanche a été construite afin de pouvoir l’accueillir. Le LESIA est également responsable de la fourniture de la caméra scientifique infrarouge. Cette caméra composée d’un banc optique et d’un détecteur refroidi à l’azote liquide permet de faire l’image dans quatre canaux spectraux (entre 1.65µm et 3.3µm) de la frange noire et de la frange brillante sortant de l’interféromètre.

Caméra scientifique PERSEE

L’équipe LESIA impliquée sur PERSEE est composée de :

Equipe PERSEE