Concept d'Observatoire Hybride Fusionnant Écran Orbital et Télescopes Terrestres pour Exoplanètes

La recherche en exoplanétologie privilégie la détection de mondes telluriques susceptibles d'abriter la vie. L'imagerie directe, qui repose sur l'occultation de la lumière stellaire, représente actuellement seulement 1,5 pour cent des exoplanètes confirmées, principalement en raison des interférences causées par la turbulence atmosphérique terrestre. Cette contrainte technique justifie l'exploration de solutions novatrices pour optimiser l'observation depuis la surface de la Terre.

Le concept de l'Observatoire Hybride pour Exoplanètes de type Terrestre, désigné HOEE, propose une approche radicale en combinant un écran stellaire en orbite avec des télescopes terrestres de très grande puissance. Cette architecture hybride, détaillée dans des publications scientifiques telles qu'une étude parue dans Nature Astronomy, vise à neutraliser les effets de la turbulence atmosphérique et à atteindre le contraste requis pour une détection directe et fiable. Le programme NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) a soutenu ce concept, soulignant la nécessité de ne pas dépendre uniquement des grands observatoires spatiaux actuels ou futurs, y compris le télescope spatial James Webb (JWST).

Le Dr Ahmed Mohamed Soliman, Scientifique et Technologue au Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA / Caltech, est l'auteur principal de l'étude décrivant le HOEE. Ce projet, financé par le NIAC, cherche à transformer les défis optiques des télescopes spatiaux géants en problèmes d'ingénierie mécanique pour un objet passif opérant conjointement avec les télescopes terrestres existants. Le HOEE s'aligne sur la priorité stratégique d'observer la lumière réfléchie par des planètes de type terrestre avec une spectroscopie à basse résolution afin d'y identifier des indicateurs de vie tels que l'eau et l'oxygène.

L'architecture du HOEE repose sur l'utilisation d'un écran stellaire de 99 mètres de diamètre en orbite, conçu pour projeter une ombre précise sur des télescopes terrestres de nouvelle génération, notamment l'Extremely Large Telescope (ELT), le Giant Magellan Telescope (GMT) et le Thirty Meter Telescope (TMT). Ces télescopes terrestres, dont la mise en service est prévue autour de 2025 pour le GMT et le TMT, possèdent des miroirs primaires significativement plus grands que ceux des futures missions spatiales. Par exemple, le miroir de l'ELT est environ six fois plus grand que celui envisagé pour le futur Habitable Worlds Observatory (HWO), dont le lancement est envisagé pour les années 2040.

La surface collectrice de l'ELT, s'élevant à 978 mètres carrés, confère au système HOEE une résolution angulaire considérablement supérieure et des temps d'observation plus rapides que ceux du HWO. L'objectif scientifique est d'identifier des dizaines d'exoplanètes de taille terrestre et de caractériser des systèmes solaires entiers rapidement, tout en recherchant des biosignatures. La concrétisation du projet HOEE exige des étapes de conception détaillée, de tests rigoureux et l'obtention des financements nécessaires pour faire évoluer cette proposition issue du NIAC vers une réalité opérationnelle, servant de complément technologique au HWO.