Conçu pour scruter les âges sombres de l’univers, le satellite CosmoCube pourrait bientôt orbiter autour de la Lune. Porté par l’Université de Cambridge et soutenu par l’UK Space Agency, cet appareil de la taille d’une valise vise à capter les tout premiers signaux hydrogènes émis il y a plus de 13,5 milliards d’années.
Un satellite miniature développé au Royaume-Uni pourrait bien offrir aux astronomes une fenêtre inédite sur l’époque la plus mystérieuse de l’histoire cosmique. Baptisé CosmoCube, cet appareil de format cabine ambitionne de détecter la toute première lueur directe de l’univers, une période de l’histoire située avant même l’apparition des premières étoiles, selon les détails rapportés par les chercheurs.
Une mission lunaire pour contourner le bruit terrestre
Observer un signal aussi ancien depuis la Terre relève de la gageure. L’ionosphère terrestre bloque les fréquences radio pertinentes, tandis que les émissions de radio FM, les satellites et les réseaux de télécommunications s’entremêlent pour saturer le spectre. Pour s’affranchir d’un tel brouillage, l’équipe internationale dirigée par l’Université de Cambridge prévoit d’envoyer la sonde CosmoCube en orbite autour de la Lune.
Durant chaque orbite de deux heures, le satellite passera environ quarante minutes dissimulé derrière la face cachée de la Lune. Ce bouclier naturel protégera les instruments des interférences humaines. Au cours d’une mission planifiée sur deux ans, les scientifiques espèrent ainsi accumuler environ un millier d’heures d’observations utiles depuis l’un des environnements les plus préservés du système solaire.
À la recherche de l’hydrogène des âges sombres
Après le Big Bang, l’univers a traversé une phase dite des âges sombres, qui s’est étirée sur près de 150 millions d’années avant l’allumage des premières étoiles. Bien qu’aucun astre ne brillât alors, le cosmos regorgeait d’hydrogène. Les atomes de ce gaz neutre ont émis une signature très spécifique, la fameuse raie à 21 centimètres, que les instruments spatiaux espèrent enfin capter.
En mesurant ces fréquences extrêmement basses, situées entre 10 et 50 MHz, les chercheurs comptent comprendre comment le milieu cosmique est passé d’un état opaque et froid à une structure transparente et lumineuse. La structure compacte du satellite intègre des technologies de pointe, combinant des composants analogiques et numériques via des puces RFSoC.
Percer le mystère de la matière noire
Au-delà de la simple chronologie de l’hydrogène primordial, CosmoCube vise à documenter l’influence de la matière noire, cette substance invisible dont la gravité a façonné la formation des premières galaxies. Selon les projections de l’équipe scientifique, l’analyse fine de ces émissions d’hydrogène d’avant les étoiles permettra d’évaluer le rôle exact joué par cette masse cachée.
Le professeur Eloy de Lera Acedo, affilié au Kavli Institute for Cosmology, a souligné que la face cachée de la Lune demeure la seule option viable pour mener à bien de telles mesures sans interférences parasites.
Perspectives de lancement et défis technologiques
Pour réussir cette prouesse avec un engin aussi réduit, l’instrumentation doit faire l’objet d’un calibrage rigoureux. Un système de commutation de type Dicke alternera continuellement entre le ciel et des sources de référence internes afin d’éliminer toute dérive instrumentale. Les données brutes feront ensuite l’objet de traitements statistiques bayésiens poussés pour éliminer le bruit de fond de notre propre galaxie.
Ayant déjà bénéficié d’un financement de l’UK Space Agency et dont les travaux ont été présentés dans Nature Astronomy, le projet envisage un calendrier de lancement à l’horizon des cinq prochaines années. Toutefois, la quiétude radioélectrique de la face cachée de la Lune pourrait ne pas durer indéfiniment, d’autres puissances spatiales comme les États-Unis et l’Inde manifestant déjà un intérêt marqué pour cette région lunaire.
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