Quatrième mission moyenne du programme « Cosmic Vision » de l’Agence Spatiale Européenne, ARIEL a été sélectionné en mars 2018. Ce télescope spatial observera plus d’un millier d’exoplanètes qui transitent devant leurs étoiles. Ces exoplanètes auront déjà été identifiées à partir d’observations d’autres satellites ou d’observatoires au sol. L’instrument principal, un spectromètre visible-infrarouge, sondera l’atmosphère des planètes géantes gazeuses et détectera la présence éventuelle de nuages. Il étudiera les interactions entre les planètes et leurs étoiles hôtes.

Après son décollage en 2029 grâce à une fusée Ariane 62, ARIEL sera placé au point de Lagrange L2 Terre-Soleil, à 1,5 million de kilomètres de notre planète. À cette position, le télescope profitera d’une illumination constante et de conditions d’observation idéales. Son télescope est constitué d’un miroir primaire ovale dont les axes mesurent 1,1 m et 0,7m. Ses composants et ses instruments sont protégés de l’illumination solaire par un système de pare-soleil à plusieurs couches. Après une période de tests, il utilisera la méthode des transits (un objet passe entre le télescope et son étoile, générant une baisse de luminosité) pour observer des exoplanètes déjà connues et référencées.

Lorsque l’exoplanète transitera devant son étoile, le spectromètre embarqué détectera les bandes d’absorption de la lumière de l’étoile par les molécules présentes dans l’atmosphère de l’exoplanète. Malgré des dizaines d’années-lumière de distance entre ARIEL et ses cibles, le télescope sera ainsi capable de détecter de la vapeur d’eau, du dioxyde de carbone, du méthane et des composés métalliques plus exotiques, en tenant compte de l’environnement lié aux propriétés de l’étoile hôte. L’objectif à long terme est de mieux classer les exoplanètes et leurs atmosphères en fonction de leurs caractéristiques communes (type d’étoile, orbite, type de planète, etc.).

Au sein du projet ARIEL, vis-à-vis de l’ESA, le CNES est responsable du spectromètre infrarouge, qui sera construit par le laboratoire CEA-Irfu (Institut de Recherche des Lois Fondamentales de l’Univers) avec la contribution d’autres laboratoires français comme le LESIA (Laboratoire d’Etudes Spatiales et d’Instrumentation en Astrophysique) et l’IAS (Institut d’Astrophysique Spatiale).