CoRoT (Convection, Rotation et Transits planétaires) est un télescope spatial destiné à l'étude de la structure interne des étoiles et à la recherche d'exoplanètes. Lancé le , CoRoT est le premier télescope en orbite destiné à la recherche de planètes extrasolaires et notamment de planètes telluriques. Après 7 ans et demi de fonctionnement et de nombreuses découvertes, le satellite est désactivé le , ce qui signifie la fin de la mission.
Nom Le nom français fait référence au peintre français Jean-Baptiste Camille Corot.
Historique
Le projet CoRoT est né en 1994 parmi les ingénieurs du Centre national d'études spatiales (CNES) et des astronomes de l'Observatoire de Paris. Il a été conçu en s'inspirant d'un premier projet destiné à étudier la sismographie stellaire en continu dans les années 1980, PSIVA-EVRIS, proposé par l'Observatoire de Paris et étudié au CNES. Les grands principes définis pour PSIVA-EVRIS (orbite polaire, instrument CCD défocalisé, utilisation de la mesure scientifique pour le pointage fin) ont été conservés. On notera qu'avant 1990, l'étude des transits planétaires ne faisait pas partie des objectifs de mission, la recherche d'exoplanètes n'étant pas encore perçue comme un enjeu scientifique essentiel.
La mission du satellite CoRoT est double : analyse des mouvements sismiques des étoiles, puissante technique d'accès à leur structure interne et recherche des exoplanètes par la méthode des transits. Ces deux missions sont menées simultanément, elles sont toutes deux basées sur la photométrie stellaire de très grande précisionL. Boisnard, M. Auvergne. Corot system requirements for accurate stellar photometry. IAC 2001.. On note que le projet de satellite CoRoT est plusieurs fois menacé d'annulation ou de réduction de crédits, le deuxième objectif est souvent mis en avant afin d'assurer la promotion du projet auprès du grand public et des décideurs.
Le maître d'œuvre est le Centre national d'études spatiales (CNES) français finançant le projet à hauteur de 70 %, en coopération avec l'Agence spatiale européenne (ESA), l'Allemagne, l'Espagne, l'Autriche, la Belgique et le Brésil. Le budget total du projet est de 170 millions d'euros. Le constructeur du satellite est Alcatel Alenia Space (devenu depuis 2007 Thales Alenia Space) dans son Centre spatial de Cannes - Mandelieu. Il est basé sur une plate-forme Proteus ; le télescope Corotel est réalisé également à Cannes.
CoRoT est lancé le Campagne de lancement à l'aide d'un lanceur Soyouz 2.1.B depuis le cosmodrome de Baïkonour au Kazakhstan.
Le , la commande d'ouverture de l'obturateur est envoyée, et les premières images d'étoiles sont obtenues la nuit suivante dans la constellation de la Licorne , communiqué de presse du CNES sur le site de l'observatoire de Paris].
Les premiers résultats scientifiques de CoRoT sont jugés tellement importants que les scientifiques de la mission et leurs partenaires demandent qu'un prolongement de la mission soit fait. Le prolongement est décidé le , la mission est prolongée jusqu'au (au lieu du , soit le double de la durée de vie nominale) Communiqué de presse du CNES sur le prolongement de la mission. Finalement, une panne d'alimentation des calculateurs de bord, probablement due au bombardement de particules de haute énergie, interrompt le fonctionnement de l'instrument en (la plate-forme satellite restant fonctionnelle), et en le CNES considère assez peu probable de pouvoir le redémarrer. Après l'abaissement de l'orbite, CoRoT est électriquement désactivé le . La mission conçue pour trois ans en aura donc duré sept et demi.
Description D'une masse de , CoRoT mesure de long par de diamètre. Son énergie est fournie par deux panneaux solaires de chaque côté délivrant une puissance de 530 watts.
thumb|Le satellite CoRoT dans le hall d'intégration de Thales Alenia Space, à Cannes. Le satellite, réalisé dans le Centre spatial de Cannes - Mandelieu, utilise la plate-forme Proteus. Sa charge utile de est composée d'un télescope afocal et d'un objectif grand champ (2,7° × 3°) composé de plusieurs lentilles. thumb|Le plan focal de CoRoT avec ses quatre dispositifs à transfert de charges. La zone sombre correspond à la surface photosensible et la zone claire au transfert de charges. Deux des dispositifs à transfert de charges sont dédiés au programme des exoplanètes et les deux autres au programme astérosismologie. Au foyer de la caméra sont installés quatre dispositifs à transfert de charges juxtaposées fonctionnant dans le domaine visible et sensibles à de très faibles variations de lumière. Ces dispositifs à transfert de charges sont des capteurs à transfert de trame de 8 millions de pixels chacun. Le principe du transfert de trame permet de se passer d'un obturateur mécanique qui est trop sollicité pour être suffisamment fiable durant toute la mission. Deux des capteurs sont consacrés à l'astérosismologie, les deux autres à la recherche des planètes extrasolaires. On note que la lumière arrivant sur les deux capteurs consacrés aux exoplanètes passe d'abord par un système de double prisme qui disperse légèrement la lumière de chaque étoile, ce qui permet d'obtenir une information sommaire sur la couleur de l'étoile, une indication utile pour la détection des transits. La stabilité de la ligne de visée est de l'ordre de 0,2 seconde d'arc, une bonne performance rendue possible par l'utilisation même des données scientifiques pour contrôler en permanence l'attitude du télescopeL. Boisnard, M. Auvergne. Corot mission engineering : cost-effective solutions for stellar photometry in low earth orbit. IAC 2004.. Le satellite étudie alternativement, durant 6 mois chacun, des champs compris à l'intérieur de deux zones du ciel situées à l'intersection du plan galactique et de l'équateur céleste (les « yeux » de CoRoT). Le logiciel de vol est chargé des traitements des mesures de photométrie.
Chaque jour, 1,5 Gbit de données peuvent être transmises vers les trois stations de réception française, autrichienne et brésilienne et 2 Gbit de données peuvent être stockées à bord du satellite COROT - Fact Sheet.
La durée minimale de la mission est de deux années et demie mais une extension de trois ans est obtenue grâce au fonctionnement impeccable de l'instrument et à la qualité des résultats scientifiques engrangés. Le satellite est placé en orbite polaire inertielle à d'altitude. Cette orbite, inédite pour un satellite d'observation du ciel, permet des campagnes d'observation de longue durée et sans interruption, mais pose également quelques problèmes : le satellite doit se retourner tous les six mois afin de ne pas être ébloui par le Soleil ; par ailleurs, à cette altitude, la lumière diffusée par la surface de la Terre est encore relativement importante. Cette dernière impose une étude préalable qui a conduit à la spécification et la conception d'un baffle optique à haut coefficient d'atténuation (meilleure que 10¹²) à l'entrée du télescope.
Instruments Les instruments sont conçus par le Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (LESIA), de l'Observatoire de Paris, du Laboratoire d'astrophysique de Marseille (LAM), de l'Institut d'astrophysique spatiale (IAS) d'Orsay , le Centre spatial de Liège (CSL) en Belgique, l'IWF en Autriche, l'Agence spatiale allemande (DLR) à Berlin, en Allemagne et le Research and Science Support Department de l'ESA, entre autres. Le télescope afocal Corotel, de de diamètre, est réalisé par Alcatel Alenia Space.
Objectifs scientifiques L'objectif de la mission spatiale CoRoT est de mesurer en continu durant deux à six mois la lumière de étoiles dans l'épaisseur du disque de la Voie lactée. Ses trois objectifs scientifiques principaux sont : L'étude de l'astérosismologie (désignée dans la première partie de son nom : Convection, Rotation). La recherche de planètes extrasolaires (désignée dans la seconde partie de son nom : Transit). Des programmes de recherche complémentaires sont également prévus.
Équipe CoRoT Le dépouillement des données de la mission CoRoT est effectué par une Équipe CoRoTChristian Lardier, « Corot découvre sa seconde exoplanète », dans Air & Cosmos, , 4 janvier 2008, composée de personnels : De l'Observatoire de Paris. Du Laboratoire d'astrophysique de Marseille (LAM). Du Centre national de la recherche scientifique (CNRS). De l'Institut national des sciences de l'univers (INSU). Du Centre national d'études spatiales (CNES).
Résultats scientifiques Astérosismologie et physique stellaire
Comme un instrument de musique, une étoile vibre selon des modes de pulsation analogues aux différents sons émis par l'instrument. Entendre quelques notes de guitare ne laisse aucun doute sur la nature de l'instrument et pour un musicien averti, sur le matériau constituant les cordes et sur les tensions auxquelles celles-ci sont soumises. Les modes de vibrations des étoiles sont eux aussi caractéristiques des propriétés globales et internes de l'étoile. L'analyse de ces modes permet ainsi de sonder l'intérieur de l'astre et de déduire non seulement la masse et le rayon de l'étoile mais aussi ses caractéristiques internes telles que telles que la composition chimique, le profil de rotation, la température et la densité. L'astérosismologie est ainsi l'étude des modes de vibrations d'une étoile. Ces modes sont représentés au moyen d'harmoniques sphériques de degré l et d'ordre azimutal m. Quelques exemples, dont les amplitudes sont fortement amplifiées, sont illustrés avec un code de couleur tel que le bleu indique une contraction et le rouge une expansion. + Quelques exemples de modes de vibration d'une étoilevignette|120px|l=1, m=0.vignette|120px|l=2, m=0.vignette|120px|l=2, m=1.vignette|120px|l=4, m=2. Développée depuis plusieurs années pour le Soleil où elle prend alors le nom d'héliosismologie, elle permet des avancées spectaculaires telles que la première détermination de l'abondance superficielle de l'hélium solaire, ce qui démontre la nécessité de tenir compte de la diffusion microscopique dans le calcul de la structure solaire. Elle est aussi à l'origine de notre connaissance du profil de rotation interne du Soleil, de l'étendue de son enveloppe convective et de la localisation de la zone d'ionisation de l'hélium. Malgré les défis techniques impliqués, il est donc extrêmement tentant d'envisager d'appliquer ces méthodes d'analyse à d'autres étoiles. Quelques étoiles proches sont ainsi observées avec succès depuis la Terre : α Centauri, Procyon, β Virginis… L'étude repose en effet sur la détection de variations très faibles (de l'ordre de dans certains cas) de la luminosité des étoiles observées. L'analyse de la courbe de lumière consiste alors à extraire les fréquences des modes responsables de ces variations lumineuses pour obtenir un spectre de fréquences. Les périodes d'oscillations mesurées vont de quelques minutes à quelques heures selon le type de l'étoile et son état d'évolution. Pour atteindre de telles performances, il faut de très longues observations, libérées de préférence de l'alternance jour/nuit associée à nos télescopes terrestres. La mission spatiale CoRoT est à cet égard dotée des qualités techniques requises pour réussir ce défi.
vignette|300px|Étoiles naines et géantes observées par CoRoT dans les champs sismo et exo ainsi que quelques étoiles observées à partir du sol. À partir des travaux de membres de l'équipe CoRoT.