Satellite

CHEOPS (pour CHaracterising ExOPlanet Satellite) est un petit satellite d’environ 250 kg, qui rentre dans le volume d’un cube de 1,5 mètre de côté lorsqu’il est replié.

Il est équipé d’un télescope de type Richtey-Chrétien de 320 mm de diamètre pour le miroir primaire, et de 68 mm pour le miroir secondaire. Sa longueur focale est de 1600 mm, donnant un rapport focal de 5.
La lumière est ensuite capturée par un capteur CCD pour la lumière visible entre 0,4 à 1,1 µm, et constitué de 1024x1024 pixels (pitch 13 µm) (e2V 47-20).

Il réutilise une partie des technologies, comme le baffle et le système d’ouverture de l’opercule, du satellite CoRoT qui a apporté des données d’astéro-sismologie et recherché des exoplanètes jusqu’à sa fin de sa mission le 17 juin 2014.

CHEOPS

Constitué d’un seul instrument scientifique, le satellite est composé de 4 parties distinctes :

• OTA (Optical Telescope Assembly) : le télescope (en noir) et sa structure optique (incluant deux viseurs d’étoiles, en gris, pour stabiliser l’image), le module de plan focal (capteur CCD) et les radiateurs (en jaune) pour refroidir l’électronique.

• BCA (Baffle and Cover Assembly) : le déflecteur externe (en gris, destiné à bloquer la lumière qui proviendrait de plus de 35° autour de la ligne de visée, principalement de la Terre), le couvercle (pour protéger le miroir primaire, avant et jusqu’au lancement) et un mécanisme de libération du couvercle (devenu inutile une fois en orbite).

• SEM (Sensor Electric Module) : comprend l’unité de contrôle du capteur CCD et d’extraction de ses données, plus l’unité d’alimentation pour contrôler le voltage fourni au CCD.

• BEE (Back-End Electronics) : comprend l’unité de traitement numérique et l’alimentation générale pour tous les éléments de CHEOPS.

En terme de précision photométrique, CHEOPS est conçu pour afficher des performances de sensibilité très importantes. Il mesurera l’intensité et la forme des transits pour des étoiles ayant une magnitude s’étendant entre 6 (les plus lumineuses) et 12, voire 13 (les moins lumineuses), localisées quasiment n’importe où dans le ciel. Contrairement à CoRoT, Kepler ou TESS qui inventorient les exoplanètes, CHEOPS mesurera précisément les paramètres géométriques de transits déjà connus.


À 700 km d’altitude (entre 620 et 800 km) et avec son orbite inclinée à 98° sur l’équateur, CHEOPS passera de pôle en pôle au niveau du terminateur, la zone entre jour et nuit, alternant en permanence entre l’aurore et le crépuscule. Sur cette orbite helio-synchrone parcourue en 100 minutes soit 14 fois par jour, les observations se feront en continu nuit et jour sans éblouissement.

Son orientation, dos au Soleil, facilitera le maintien d’une température stable. Grâce aux panneaux solaires montés sur son pare-soleil, il bénéficiera d’une alimentation électrique constante et maximale, ainsi que d’un refroidissement optimal de ses instruments. La température opérationnelle moyenne du télescope est de -10°C : les éléments optiques sont montés sur une structure en polymère renforcé par des fibres de carbone, pour réduire les variations thermiques qui peuvent être malgré tout trop importantes en orbite proche de la Terre pour atteindre les performances de précision recherchées. Le capteur CCD devrait ainsi opérer à -40°C, avec une marge de moins d’un centième de degré.

Le satellite est alimenté en énergie électrique (138W) par trois panneaux solaires d’une surface totale de 1,85 m². Son attitude est contrôlée par des roues inertielles. L’altitude est corrigée par 2 moteurs de 1 N de poussée alimentés par de l’hydrazine (6,63kg) stockée dans un réservoir de 26 cm de diamètre.

Projection du ciel avec une liste préliminaire de cibles éventuelles pour CHEOPS. Les zones blanches ne sont pas observables à cause du Soleil, les zones oranges sont observables pendant plus de 2000 heures par an. Crédits : ESA, 2013