Le géologue et astronaute américain Harrison Hagan Schmitt prélève des échantillons de roche à la surface du … [+]
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Il y a au moins deux décennies, je me suis retrouvé dans le bureau de l’un des principaux ingénieurs optiques de la NASA, parlant de la perspective d’observer les objets les plus éloignés de l’univers depuis la face cachée de la Lune. Alors, pardonnez-moi si je suis un peu sceptique à propos de toutes les discussions récentes sur les observatoires lunaires.
Ce ne sont pas de nouvelles idées. Mais même ainsi, je suis réconforté de voir que le célèbre astrophysicien Joseph Silk a écrit un livre nous implorant d’utiliser la Lune comme nouvelle base pour l’astronomie d’observation.
Dans “Back to the Moon: The Next Giant Leap for Humankind”, qui vient de sortir de Princeton University Press, Silk, lauréat du prix Gruber de cosmologie 2019, passe la première partie de son livre à examiner les plans d’exploration lunaire. Pour ceux qui ne suivent pas l’astronomie et l’espace, cela sera utile. Mais pour ceux qui lisent les pages scientifiques quotidiennes des principaux médias, cela peut sembler un peu répétitif.
Pourtant, Silk, professeur d’astrophysique à l’Institut d’astrophysique de Paris (IAP), frappe fort lorsqu’il écrit : « La dernière frontière de l’astronomie est l’exploration de l’âge des ténèbres, avant les faibles lueurs de la première lumière de l’Univers. Les nuages d’hydrogène immaculés sont les éléments constitutifs de l’avenir ainsi que les témoins directs du passé.
Silk note que la faible gravité de la Lune permettra l’ingénierie d’énormes structures de télescope qui devraient surpasser leurs homologues terrestres et spatiaux.
Cela peut être vrai, mais mettre en œuvre le type de matériel lunaire nécessaire pour y arriver nécessiterait un changement radical dans l’utilisation lunaire actuelle.
Comme je l’ai noté dans un article de 2003 dans le magazine Discover, “la NASA a attiré les scientifiques avec des discussions sur [crewed] observatoires sur la Lune depuis près de 40 ans. Certains étaient même prêts à faire un aller simple pour les installer. Aujourd’hui, de tels observatoires lunaires seraient mis en place de manière robotique ou en utilisant une combinaison d’astronautes humains et de rovers robotiques.
Retour sur la Lune
Presse de l’Université de Princeton
Avec le lancement réussi d’Artemis 1 cette semaine, les défenseurs de l’astronomie lunaire ont un regain d’espoir.
Aujourd’hui, la toile de fond commerciale ouvre une fenêtre hautement subventionnée pour faire de la science sur la Lune, écrit Silk dans son livre. Nous pouvons présenter des arguments convaincants pour tirer parti de la construction de télescopes, qui est relativement bon marché et ouvre de nouvelles perspectives d’exploration humaine, note-t-il.
L’un des arguments les plus puissants de Silk pour l’astronomie de la Lune consiste à exploiter un vaste réseau de basses fréquences à partir d’un cratère éloigné, où il n’y a pas d’interférence radio liée à la Terre et pas d’ionosphère terrestre. C’est ici, écrit-il, qu’un tel télescope à basse fréquence ciblerait “l’âge des ténèbres”, les ombres sombres du cosmos primitif où il n’y avait ni lumière ni étoiles, mais un grand nombre de nuages de gaz froid étaient partout.
À l’aide de millions d’antennes radio simples, déployées sur une zone de 100 kilomètres de large, l’idée est de cartographier les nuages d’hydrogène distants sur fond de fond cosmique de micro-ondes dans l’espoir de trouver ce que Silk appelle de minuscules distorsions dans leur distribution.
“Nous devons étudier ces signaux faibles pour savoir comment l’inflation s’est déroulée dans le premier billionième de billionième de billionième de seconde après le début”, écrit Silk. “Un réseau radio capable de capturer ces données utiliserait des millions d’antennes radio simples déployées sur une zone de 100 kilomètres ou plus de l’autre côté de la Lune.”
Une autre option, écrit Silk, consiste à construire un radiotélescope monolithique dans un grand bassin de cratère de l’autre côté et à le remplir de treillis métallique. Il note que cela permettrait toujours aux astronomes de sonder l’univers à des longueurs d’onde de seulement quelques dizaines de mètres qui sont optimisées pour s’accorder à l’âge des ténèbres.
Pour l’astronomie infrarouge à haute résolution, Silk note que le célèbre astronome français Antoine Labeyrie a déjà préconisé de remplir tout un cratère polaire sombre et extraordinairement froid “avec un réseau de miroirs infrarouges montés de cinq mètres pour développer une configuration de bol parabolique”. L’idée, comme le décrit Silk, serait de focaliser un signal infrarouge d’une cible donnée pour produire une image unique.
Un tel hyperscope lunaire d’ouverture de 10 kilomètres pourrait imager des océans et des continents extrasolaires de 1 000 kilomètres de diamètre, note Silk. Dans son livre, il soutient également que seul un mégatélescope sur la Lune pourrait fournir le type d’imagerie infrarouge à haute résolution nécessaire pour caractériser les millions d’exoplanètes potentiellement habitables.
“Au lieu d’étudier une poignée de planètes, un échantillon si petit qu’aucun épidémiologiste ne considérerait jamais cette taille comme appropriée pour un échantillon statistique d’une maladie rare, un télescope lunaire ouvre les horizons”, écrit Silk. « Le volume cible d’un télescope de 300 mètres est de milliards d’années-lumière cubes. Cela signifie que jusqu’à un million de cibles d’exoplanètes habitables seraient désormais accessibles.
En effet, Silk fait un excellent travail pour résumer pourquoi la Lune devrait être importante pour l’humanité en tant que plate-forme pour la science de toutes sortes. Mais le point crucial de “Retour sur la Lune” est vraiment l’appel du clairon de Silk pour que l’humanité réalise son potentiel astronomique.
Pas une heure ne passe sans que des millions de personnes sur cette planète lèvent les yeux et se demandent de quoi il s’agit. Des réponses provisoires à de nombreuses questions philosophiques parmi les plus anciennes de notre civilisation sont à notre portée. Ils incluent des détails sur la façon dont le cosmos a commencé et s’est développé; la naissance et la mort de notre propre système solaire ; et si notre planète et la vie elle-même sont rares ou omniprésentes.
En tant que plate-forme pour l’astronomie et la science planétaire, la Lune est prête et attend. Mais nous continuons à gaspiller les opportunités qu’il nous offre à tous. Dans son livre opportun, Silk présente des arguments solides et importants en faveur d’un retour robuste sur la Lune pour la science. Mais un demi-siècle après que les derniers marcheurs lunaires d’Apollo aient quitté la vallée de Taurus Littrow, nous ne sommes toujours pas revenus. Et malgré les plans les mieux conçus pour l’exploration lunaire future, je doute que nous construisions un jour les merveilles astronomiques de l’autre côté que Silk décrit avec tant d’art dans “Retour sur la Lune”.
