Le programme () est le programme spatial scientifique de l'Agence spatiale européenne pour la décennie 2015-2035. Il comporte plusieurs missions réparties dans trois classes (mission lourde, moyenne, de petite taille). Le programme, qui comporte cinq missions de classe moyenne (coût intermédiaire) et trois missions de classe lourde, ont été sélectionnées ou sont sur le point de l'être avec un lancement programmé entre 2017 et 2037 ainsi qu'un certain nombre de missions à faible cout. Les missions sont sélectionnées par un comité scientifique et sont financées par les contributions fixes des états membres de l'agence dont le montant est proportionnel au PIB.
Les missions moyennes et lourdes sélectionnées sont l'observatoire solaire , Euclid (lancé en 2023), un télescope spatial qui doit collecter des données sur l'énergie sombre, la sonde spatiale JUICE (2023) chargée d'observer les satellites de Jupiter et le télescope spatial PLATO (lancement prévu en 2026) détecteur d'exoplanètes, l'observatoire spatial à rayons X ATHENA (2031) le télescope spatial ARIEL (2028) analysant l'atmosphère des exoplanètes, l'orbiteur EnVision (2030) qui doit étudier Vénus et l'observatoire d'ondes gravitationnelles LISA (2032). Le programme Cosmic Vision ne comprend pas les projets de l'Agence spatiale européenne d'exploration de la planète Mars et de la Lune.
Historique
L'Agence spatiale européenne initialise son programme en . Celui-ci prend la suite des programmes Horizon 2000 (1984) et Horizon 2000+ (1994-1995) qui avaient constitué le cadre des missions scientifiques de l'agence européenne lancées entre 1990 et 2014 .. Une importante réunion de travail organisée par le Comité de Conseil scientifique (SSAC) de l'agence rassemble en près de de la communauté scientifique européenne à Paris pour examiner d'objectifs scientifiques portant sur les quatre domaines suivants : Astronomie, Astrophysique, Exploration du Système solaire et Physique. Le programme Cosmic Vision, selon ses initiateurs, doit répondre à quatre grandes interrogations : Quelles sont les conditions de formation d'une planète et d'émergence de la vie ? Comment le Système solaire fonctionne-t-il ? Quelles sont les lois fondamentales de la physique de l'univers ? Comment est apparu l'univers actuel et de quoi est-il fait ? Les séances de travail permettent de dégager ..
Les missions sélectionnées sont rattachées à quatre classes qui se distinguent par le budget alloué : Les missions lourdes (classe L) dont le coût est plafonné à d'euros. Les missions moyennes (classe M) dont le coût est plafonné à d'euros. Les petites missions (classe S) dont le coût est plafonné à d'euros. Cette catégorie a été ajoutée au début des années 2010. Les missions rapides (classe F) qui doivent avoir un développement rapide (moins de de la sélection au lancement) et une masse inférieure à ...
+Synthèse des missions sélectionnées ou prévues (Voir le programme Voyage 2050 pour les missions sélectionnées à compter de 2024)Code missionTypeMission sélectionnée ou candidatsDate de lancement StatutType enginObjectifL1 Mission lourdeJUICE (ex JGO). Sonde spatiale de type orbiteur Étude des satellites galiléens de JupiterL2 Mission lourde ATHENA 2037.(initialement 2028) Télescope rayons X Thème : l'univers chaud et énergétiqueL3 Mission lourde LISA2032.(initialement 2034) Constellation de 3 satellites Mesures des ondes gravitationnellesM1 Mission moyenneSolar Orbiter Sonde spatiale de type orbiteur Observatoire solaireM2 Mission moyenneEuclid Télescope lumière visible/infrarouge Étude de l'énergie sombreM3 Mission moyennePLATO2026 Télescope Détection d'exoplanètesM4 Mission moyenne ARIEL 2029 Télescope InfrarougeAtmosphère des exoplanètesM5 Mission moyenne EnVision 2031-2033 Sonde spatiale de type orbiteur Étude de VénusM6 Mission moyenne Sélection abandonnée pour des raisons budgétaires.M7 Mission moyenne THESEUS ou M-Matisse ou Plasma Observatory vers 2035 S1 Petite missionCHEOPS Télescope lumière visible/infrarouge Mesure des caractéristiques des exoplanètes. En coopération avec la Suisse.S2 Petite missionSMILE19 mai 2026 Orbiteur terrestre Étude de la magnétosphère. En coopération avec la Chine. F1Mission rapideComet Interceptor2029Sonde spatialeÉtude d'une comète dans son état d'origineF2Mission rapideARRAKIHSDébut des années 2030TélescopeObservation de galaxies pour tester le modèle ΛCDM
Les missions lourdes La sélection de la mission L1 : JUICE
En 2007, le processus de pré-sélection de la première mission lourde L1, dont le lancement est planifié vers 2020, est engagé. Trois missions sont pré-sélectionnées en (JGO, LISA et IXO) tandis que la mission TandEM () est éliminée .. Ces missions lourdes devaient, à l'époque, être développées conjointement avec la NASA qui doit participer notamment à hauteur de 50 % à deux d'entre elles (IXO, LISA). Début 2011, des réductions importantes du budget de l'agence spatiale américaine entrainent l'annulation de sa participation à ces missions. Compte tenu du changement de budget disponible l'Agence spatiale européenne demande aux équipes projets d'étudier d'ici 2012 si elles peuvent poursuivre le développement de ces missions avec une participation limitée de partenaires extérieure .. Pour JUICE, la participation américaine se traduisait par le développement d'une seconde sonde spatiale, Jupiter Europa Orbiter, chargée d'explorer la lune Europe ; il est demandé à l'équipe de JUICE d'ajouter aux objectifs de la sonde européenne le survol d'Europe.
Les trois missions refondues sont alors :
JUICE (ex JGO) : une mission d'étude des lunes de Jupiter. LISA (ex NGO) : un observatoire d'ondes gravitationnelles utilisant la technique de l'interférométrie. ATHENA (ex IXO et ex XEUS) : un télescope spatial rayons X développé avec l'agence spatiale japonaise JAXA.
La mission JUICE est retenue en pour être la première mission lourde (L1) de la décennie 2015-2025. Elle est lancée le .
La sélection des missions L2 et L3 : ATHENA et LISA
L'Agence spatiale européenne a émis en un appel à propositions pour les futures missions lourdes L2 et L3 qui seront lancées respectivement en 2028 et 2034. Le processus de sélection comprend deux étapes. Une trentaine de propositions de thèmes scientifiques ont été envoyées en à l'ESA dont deux ont été sélectionnés en novembre de la même année par un comité rassemblant des personnalités du monde scientifique () présidé par Catherine Cesarsky. Les thèmes de ces deux missions choisis fin par le comité scientifique désigné par le directeur des missions scientifiques sont : l'univers chaud et énergétique pour la mission L2 et l'univers gravitationnel pour la mission L3 . . . .. C'est le projet ATHENA () qui a été choisi en pour la mission L2.. La mission LISA dont l'objectif est d'identifier les ondes gravitationnelles et de localiser leurs sources est sélectionnée pour devenir la troisième mission lourde. La sélection suit de peu la fin de la mission LISA Pathfinder chargée de mettre au point les technologies nécessaires et les premières détections d'ondes gravitationnelles par des détecteurs terrestres (projet LIGO). Le lancement de la mission comprendra une constellation de trois satellites mesurant par interférométrie laser les variations de distances inter-satellite, directement reliés au passage d'une onde gravitationnelle. Son lancement est planifié en 2034 ..
Les missions moyennes
Sélection des missions M1 et M2 : Solar Orbiter et Euclid
En , un premier appel à propositions est lancé pour les deux premières missions de classe moyenne M1 et M2, qui doivent être lancées en 2017-2019. Il aboutit à la formulation de de mission dont 19 en astrophysique, 12 dans le domaine de la physique fondamentale et d'exploration du système solaire . .. Six projets puis trois projets sont pré-sélectionnés en pour les deux missions de classe moyenne qui doivent être lancées en 2017/2019 (M1 et M2) ..
Les trois missions finalistes étaient . :
Euclid : mission qui doit établir une carte de la distribution de la matière noire. PLATO : mission de recherche d'exoplanètes. Elle est éliminée en . Solar Orbiter : mission d'observation rapprochée du Soleil.
En , les missions M1 et M2 sont choisies : est lancée le tandis quEuclid doit l'être en 2023..
Sélection de la mission M3 : PLATO
En l'Agence Spatiale européenne pré-sélectionne parmi , pour la future mission M3 auquel s'ajoute PLATO finaliste non retenu des missions M1 ou M2. La mission M3 doit être lancée entre 2020 et 2022 .. Les quatre candidats sélectionnés sont : (EChO). Placé au , ce télescope spatial pourrait utiliser une optique de de diamètre équipée de plusieurs spectro-photomètres fonctionnant en lumière visible et en infrarouge. En utilisant la technique de spectroscopie de transit, EChO mesurerait les caractéristiques de l'atmosphère d'un échantillon représentatif d'exoplanètes. Il mesurerait en particulier la composition de celles-ci, les profils de température et de pression et l'albédo. L'objectif est d'améliorer notre connaissance sur la manière dont les planètes se forment et évoluent. (LOFT) pourrait étudier les mouvements de matière à proximité des trous noirs et son état à l'intérieur des étoiles à neutrons en analysant les émissions de rayons X et les fluctuations du spectre électromagnétique. LOFT devrait emporter deux instruments : un détecteur de rayons X doté de la plus grande superficie collectrice jamais réalisée et un instrument d'observation grand angle chargé de surveiller une large fraction de la sphère céleste. MarcoPolo-R'' est un projet recalé lors des pré-sélections de M1 et M2 qui consiste à ramener sur Terre des échantillons d'un astéroïde placé sur une orbite proche de notre planète. STE-QUEST () est une expérience de physique fondamentale consistant à mesurer de manière particulièrement précise l’effet de la gravité sur la matière et le temps et de tester le principe d'équivalence au niveau atomique.
En , les deux missions moyennes qui doivent être lancées dans la décennie 2010 sont confirmées : Euclid et Solar Orbiter avec des lancements respectifs en 2019 et en 2017. Le perdant est le projet PLATO qui est donc intégré à la pré-sélection retenue pour la mission M3''' .. En , l'ESA annonce la sélection de PLATO dont le lancement est planifié en 2024. PLATO est équipé de qui observent en permanence les étoiles proches d'une partie important de la voute céleste. Les exoplanètes sont détectées en mesurant avec une grande précision les variations de l'intensité lumineuse des étoiles tandis que certaines de leurs caractéristiques sont obtenues par la technique de l'astrosismologie ..
Sélection de la mission M4 : ARIEL
L'appel à propositions pour la mission M4 est lancé en .. Début l'agence spatiale européenne annonce que trois candidats ont été retenus par le comité de sélection pour cette mission qui doit être lancée en 2025. Ce sont .. : ARIEL qui doit analyser l'atmosphère autour de tournant autour d'étoiles proches de notre Soleil et déterminer leur composition chimique et les conditions physiques qui y règnent. L'objectif est de mieux comprendre le processus de formation du système solaire. THOR doit étudier un problème fondamental de la physique des plasmas en étudiant le processus d'échauffement du plasma puis de dissipation de l'énergie accumulée. À cet effet il doit être placé en orbite autour de la Terre et étudier notamment les interactions entre le vent solaire et le champ magnétique terrestre. XIPE est un observatoire spatial qui doit étudier le rayonnement X émis par les supernovae, les jets galactiques, les trous noirs et les étoiles à neutrons pour mieux comprendre le comportement de la matière dans cet environnement extrême. Le projet ARIEL est sélectionné le ..
Sélection de la mission M5 : EnVision