La NASA prévoit d’installer un radiotélescope géant dans un cratère lunaire

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| NASA/JPL/S. Bandyopadhyay

Alors que Donald Trump vient de signer un décret permettant à son pays d’exploiter les ressources du sol lunaire, la NASA annonce de son côté qu’elle s’engage à soutenir financièrement la construction d’un radiotélescope géant sur la face cachée de la Lune. Selon les experts, le projet, baptisé Lunar Crater Radio Telescope (LCRT), marquerait un véritable tournant dans la recherche d’une intelligence extraterrestre…

L’incubateur de projets de l’agence américaine, le programme NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) a donc accordé une subvention de phase I pour la conception de ce radiotélescope. Avec 1 km de diamètre, il sera le plus grand radiotélescope à ouverture pleine du Système solaire. Parce qu’il sera également le tout premier dispositif à explorer la bande de longueurs d’onde comprises entre 10 et 50 mètres, le LCRT pourrait engendrer d’importantes découvertes scientifiques dans le domaine de la cosmologie.

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Vue théorique du Lunar Crater Radio Telescope (LCRT) de l’autre côté de la Lune. Crédits : NASA/JPL/S. Bandyopadhyay

Pourquoi sur la face cachée de la Lune ?

Saptarshi Bandyopadhyay, spécialiste en robotique au Jet Propulsion Laboratory de la NASA et responsable du projet, explique qu’un radiotélescope à très grandes longueurs d’onde situé de l’autre côté de la Lune présente d’énormes avantages par rapport aux télescopes basés sur Terre ou en orbite autour de la Terre. Tout d’abord, un tel engin permet d’observer l’univers à des longueurs d’onde supérieures à 10 mètres (autrement dit, à des fréquences inférieures à 30 MHz), qui sont jusqu’à présent complètement inexplorées, car elles sont réfléchies par l’ionosphère terrestre.

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La face cachée de la Lune est considérée comme le meilleur endroit pour explorer l’Univers. Crédits : NASA/Goddard/Arizona State University

Ensuite, la Lune va agir comme un bouclier physique qui permettra d’isoler le télescope des multiples interférences radio ou bruits provenant de sources terrestres, de l’ionosphère, des satellites en orbite autour de la Terre et du bruit radio du Soleil pendant la nuit lunaire. Lorsque la Terre se tient entre le Soleil et la Lune (phase de pleine lune), la zone faisant face à l’autre côté de la Lune agit comme une sorte d’ombre d’émission radio à faible bruit. En d’autres termes, le LCRT permettra aux astronomes de scruter l’univers avec beaucoup plus de détails. Il pourra éventuellement lever le voile sur les mystères entourant la vie extraterrestre ou la naissance de l’Univers.

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Concrètement, les scientifiques envisagent de déployer un treillis métallique de 1 km de diamètre, dans un cratère lunaire mesurant 3 à 5 km, à l’aide de robots grimpeurs DuAxel. Le positionnement du treillis sera tel que le rapport profondeur/diamètre soit idéal pour former un réflecteur à capuchon sphérique. Autrement dit, le projet consiste à installer une sorte d’immense toile d’araignée dans un cratère existant pour le transformer en un radiotélescope géant !

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Schéma théorique des opérations pour la construction du Lunar Crater Radio Telescope (LCRT). Crédits : NASA/JPL/S. Bandyopadhyay

Ensuite, le télescope géant pourrait être entretenu et exploité par un équipage d’astronautes résidents, faisant partie de la mission Artemis, le programme spatial habité de la NASA prévu pour 2024.

Pourquoi maintenant ?

À savoir que l’idée ne date pas d’hier. La construction d’un engin d’observation sur la face cachée de la Lune a déjà été largement évoquée par le passé. Joseph Silk, professeur d’astronomie à l’Université Johns Hopkins, déclarait il y a deux ans dans Nature : « La face cachée de la Lune est le meilleur endroit du système solaire pour surveiller les ondes radio à basse fréquence ».

Le support financier de la NASA a sans doute été motivé par l’exploit récent de la Chine, qui vient de déployer avec succès un radiotélescope attaché à un satellite relais de communication, actuellement en service de l’autre côté de la Lune. La mission Chang’e-4 – le quatrième volet du programme chinois d’exploration lunaire – a en effet réalisé des avancées importantes depuis son lancement en décembre 2018. En janvier 2019, l’atterrisseur de la mission et son rover Yutu 2 sont notamment devenus les premiers engins d’exploration à atterrir de l’autre côté de la Lune, révélant de nouveaux secrets du sol lunaire.

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Le satellite de télécommunications, baptisé Queqiao, a été positionné en mai 2018 au point de Lagrange L2 du système Terre-Lune pour jouer le rôle de relais avec la station terrienne qui contrôlait la mission. C’est du moins le seul rôle qui lui était attribué au départ, car désormais, le satellite est équipé d’un explorateur basse fréquence fourni par les Pays-Bas, le Netherlands-China Low-Frequency Explorer (NCLE). Il se compose de trois antennes unipolaires de 5 mètres de long, sensibles aux radiofréquences de la gamme 80 kHz-80 MHz – soit des fréquences beaucoup plus courtes que celles envisagées par le LCRT.

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Déroulement de la mission Chang’e 4 (version originale du schéma traduite et adaptée). Crédits : The Planetary Society/Loren Roberts/CC BY-SA 3.0

L’Agence spatiale chinoise est donc entrée dans une nouvelle phase d’exploration : l’objectif principal du NCLE est de recueillir des données dans « la raie à 21 cm » – devenue célèbre par son utilisation dans le cadre du programme SETI – qui permet de sonder les premières périodes de l’histoire cosmique, communément appelées « âges sombres » (de l’anglais Dark Ages). Ce n’est que de l’autre côté de la Lune – sans ionosphère et à l’abri des interférences terrestres – qu’il est possible de détecter d’éventuelles distorsions dans cette raie spectrale remarquable. Reste à savoir qui du NCLE ou du LCRT va faire les plus étonnantes découvertes…

Source : NASA

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