Construire un radiotélescope sur la face cachée de la Lune?

Crédit: Vladimir Vustyansky / NASA

 

Fin 2020, le radiotélescope bien-aimé Arecibo de Porto Rico s'est effondré et a été mis hors service. C'était un radiotélescope de type antenne, construit dans une dépression naturelle du paysage. Maintenant, alors que la communauté astronomique pleure la perte, une équipe de scientifiques a commencé à en construire une autre similaire ... mais en dehors de la Terre.

 

 

En avril 2021, le programme Innovative Advanced Concepts de la NASA a octroyé 500 000 $ au projet Lunar Crater Radio Telescope (LCRT) pour poursuivre la recherche et le développement.

 

Le concept : construire un télescope également dans une dépression naturelle du paysage. Innovant et avancé : une telle dépression est un cratère en forme de bol de l'autre côté - ou le soi-disant côté obscur - de la Lune.

 

Mais ... serait-il possible de construire un tel télescope dans un endroit aussi éloigné et inaccessible ? Après tout, jusqu'à présent, un seul vaisseau spatial a atterri avec succès de l'autre côté de notre satellite, le chinois Chang'e-4 (3 janvier 2019).

Concept du radiotélescope proposé dans un cratère de l'autre côté de la Lune, vu de loin. Crédit: Vladimir Vustyansky / NASA.

 

Pour les scientifiques, le succès de la mission chinoise montre que cela peut être fait, et l'équipe du LCRT est déjà en train de déterminer comment mener à bien son projet. L'idée générale de construction a été baptisée DuAxel et consiste à déployer deux robots spatiaux pour construire le radiotélescope d'un demi-mille de large (1 km de large) dans l'un des nombreux cratères proposés de l'autre côté de la Lune. Le télescope lui-même doit être constitué d'un treillis métallique.

 

Un rover resterait sur le bord du cratère et agirait comme une ancre, tandis que le deuxième rover remonterait la paroi du cratère vers le bol pour construire le télescope. Un vaisseau spatial séparé livrerait un plat en treillis métallique au centre du cratère que les robots déploieraient et traînaient le long des murs pour l'ancrer sur le bord.

Concept du radiotélescope proposé dans un cratère de l'autre côté de la Lune, vu de loin. Crédit: Vladimir Vustyansky / NASA.

 

La conception du treillis métallique lui-même sera difficile, car il doit être solide, flexible et léger. Le maillage devra maintenir un espacement précis et une forme parabolique en même temps, avec la capacité de résister à des températures allant de -280 degrés Fahrenheit (-173 ° C) à 260 degrés Fahrenheit (127 ° C).

 

De grands avantages

 

Donc, en théorie, ce serait possible. Mais faut-il le faire ? Le fait est qu'un radiotélescope de l'autre côté de la Lune a longtemps été le rêve des visionnaires de l'espace.

 

Un radiotélescope du côté invisible de la Lune aurait de nombreux avantages par rapport à un instrument similaire construit sur Terre. Bien qu'il existe de grands radiotélescopes sur Terre - le plus grand actuellement étant FAST en Chine - notre ionosphère empêche les radiotélescopes au sol de voir des longueurs d'onde supérieures à 10 mètres. Cependant, le manque d'atmosphère de la lune permettra à des longueurs d'onde radio plus longues d'atteindre un télescope construit sur la lune.

 

Le LCRT a un diamètre proposé de 1 km. S'il est terminé, ce sera le plus grand radiotélescope construit par l'humanité. Crédit: Saptarshi Bandyopadhyay / NASA.

De plus, la Lune elle-même bloquera le bavardage radio émis par la Terre (voir graphique au-dessus de ces lignes).

 

Ces avantages ouvriront une gamme de longueurs d'onde que les astronomes n'ont pas pu explorer. Comme Saptarshi Bandyopadhyay du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, chef de l'équipe de recherche LCRT, a déclaré à propos des facteurs limitants de la Terre : "Il y a toute une région de l'univers que nous ne pouvons tout simplement pas voir."

 

Moyen Âge de l'univers

 

La NASA a annoncé le 5 mai 2021 que l'accès aux plus longues longueurs d'onde radio, via le LCRT, sera particulièrement efficace pour sonder le Moyen Âge de l'univers. Cette période des débuts de l'histoire de notre univers s'est produite après le Big Bang et avant les premières étoiles. La période de temps immédiatement après le Big Bang peut être étudiée à travers le fond cosmique des micro-ondes.

 

Le télescope spatial Hubble - et bientôt le télescope spatial James Webb - peut remonter le temps jusqu'aux premières étoiles et galaxies. Mais le Moyen Âge de notre univers est - pour le dire subtilement - sombre.

 

"Cette époque a duré quelques centaines de millions d'années après le Big Bang et pourrait contenir la réponse aux secrets sur la raison pour laquelle notre univers ressemble à ce qu'il est", a expliqué Joseph Lazio, membre de l'équipe du LCRT.

 

«Bien qu'il n'y ait pas d'étoiles, il y avait de l'hydrogène en abondance au Moyen Âge de l'univers, de l'hydrogène qui allait éventuellement servir de matière première aux premières étoiles. Avec un radiotélescope assez grand en dehors de la Terre, nous pourrions retracer les processus qui ont conduit à la formation des premières étoiles, peut-être même trouver des indices sur la nature de la matière noire », a-t-il ajouté.

 

L'équipe passera les deux prochaines années à développer davantage ses idées, dans l'espoir que leurs rêves d'un grand radiotélescope de l'autre côté de la lune prennent vie et révèlent les secrets de l'univers primitif.

Le rendu d'un artiste de la vue de l'intérieur du cratère qui abrite le radiotélescope, là où le plat en treillis métallique serait, regardant vers le récepteur suspendu au-dessus. Crédit: Vladimir Vustyansky / NASA.

 

«Le développement de ce concept pourrait produire des percées importantes en cours de route, en particulier pour les technologies de déploiement et l'utilisation de robots pour construire des structures géantes en dehors de la Terre. Je suis fier de travailler avec cette équipe diversifiée d'experts qui inspirent le monde à réfléchir à de grandes idées qui peuvent faire des découvertes révolutionnaires sur l'univers dans lequel nous vivons », a conclu Bandyopadhyay.

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