L’équipe HabEx a proposé un télescope de 4 mètres couplé à un coronographe et un abat-jour de 52 mètres de diamètre. («Avoir à la fois une ceinture et des bretelles, c’est bien», déclare Bertrand Mennesson, scientifique principal du JPL de la NASA et coprésident HabEx.) Au-delà de fournir le potentiel de 10-dix suppression, une nuance d’étoile pourrait imager une large bande passante de spectres lumineux, vérifiant les longueurs d’onde de l’ozone, de l’oxygène et de la vapeur d’eau dans une seule image. (Le coronographe de LUVOIR aurait besoin de prendre de nombreuses images pour capturer l’ensemble du spectre lumineux pour obtenir des indices de ces caractéristiques.) Il pourrait également permettre l’imagerie d’une exoplanète à une plus petite séparation de son étoile hôte, aidant à attraper les planètes qui se « cachent » plus près dans orbite autour de leurs soleils.
Pourtant, une nuance d’étoile, qui doit voler séparément du télescope, pose des défis qu’un coronographe ne pose pas. La nécessité d’une source d’alimentation séparée limiterait les utilisations de l’engin à environ 100 observations avant qu’il ne doive être mis au rebut ou ravitaillé. Il faudrait également que les deux engins s’engagent dans un vol délicat et coordonné.
Et puis, bien sûr, il y a la question de se dérouler comme un origami. Arya et d’autres ont travaillé sur cette tâche, en fabriquant plusieurs nuances d’étoiles de test à grande échelle à partir de feuilles de polymère Kapton en forme de couverture et d’un cadre en fibre de carbone dépliable. (La « couverture » est constituée de plusieurs couches de Kapton afin que les trous percés dans l’ombre par des impacts de micro-météorites ne compromettent pas son ombre.) Ce n’est pas facile. Le bord des pétales d’une nuance d’étoile doit être extrêmement net pour refléter le moins possible la lumière du soleil dans le télescope, et toute perturbation pourrait affecter l’imagerie des exoplanètes. « Nous créons une structure de précision optique qui doit se plier et se déplier de manière robotique, et cela présente de nombreux défis », déclare Arya. « Nous abordons ces problèmes par étapes, et il reste encore une liste de choses à faire pour prouver cette technologie. »
Peut-être parce que la tâche à accomplir est si difficile, certains astrophysiciens pensent qu’un coronographe plus une teinte étoilée pourrait être le parfait coup de poing. «Je vois vraiment l’avantage d’un système hybride», déclare Mennesson. Repointant d’étoile en étoile, un coronographe pourrait imager un grand nombre d’exoplanètes potentiellement habitables, puis une nuance d’étoile pourrait fournir un aspect haute résolution avec une large bande passante et un large débit de la lumière de chaque planète, ce qui est idéal pour une caractérisation approfondie de son habitabilité. Les équipes HabEx et LUVOIR ont travaillé en étroite collaboration, et toute future équipe s’inspirera probablement de leurs membres.
Les nuances d’étoiles peuvent également être utiles pour plus que des missions dans l’espace lointain. La NASA a financé l’équipe de Mather pour étudier l’utilisation d’une ombre d’étoile en orbite pour repérer les exoplanètes de la Terre. ORCAS, ou Orbiting Configurable Artificial Star, serait le premier observatoire hybride sol-espace, utilisant une balise laser dans l’espace pour aider à focaliser un télescope terrestre, éliminant ainsi la distorsion causée par le fait de regarder à travers l’atmosphère. La prochaine étape de la proposition verrait une ombre d’étoile « RemoteOcculter » de 100 mètres en orbite proche de la Terre, où elle projetterait son ombre sur le télescope. « L’ombre de l’étoile en orbite est beaucoup plus difficile, mais cela pourrait être le système d’observation des exoplanètes ultime », a écrit Mather dans un e-mail. « En l’utilisant, nous pourrions voir une Terre en orbite autour d’une étoile proche en une minute d’exposition, et en une heure nous pourrions savoir si elle a de l’eau et de l’oxygène comme le nôtre. »
Une décision sur lequel de ces projets ira de l’avant est encore dans de nombreuses années. La direction pour HabEx et LUVOIR pourrait venir lors d’un hôtel de ville de la NASA lors de la réunion de l’American Astronomical Society le 11 janvier, et les propositions de missions ORCAS et RemoteOcculter sont toujours à l’étude. Mais le télescope spatial James Webb, qui a été lancé en décembre, renverra bientôt des images réalisées à l’aide de sa teinte d’étoile à faible contraste. Ce télescope deviendra pleinement opérationnel à la mi-2022, et il devrait être le nouveau leader dans la chasse aux exoplanètes, jusqu’à ce que des lanceurs d’ombres encore plus puissants arrivent.
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