La NASA envisage de construire un énorme télescope à l'intérieur d'un cratère de la Lune

La NASA a mandaté une équipe de chercheurs pour qu'ils élaborent un concept visant à installer un télescope sur la face cachée de la Lune. Le Lunar Crater Radio Telescope (LCRT) ressemblerait beaucoup au télescope d'Arecibo, qui s'est effondré en décembre. Une énorme antenne parabolique recueillerait les ondes radio du cosmos pour les amplifier ensuite, afin que les scientifiques puissent analyser ces signaux.

La différence est que sur la Lune, un tel télescope serait protégé de la cacophonie des signaux radio émis par les satellites et autre équipements, que ne manquerait pas de subir un tel dispositif sur Terre. Pour construire le LCRT, des robots d'escalade suspendraient une antenne parabolique d'un kilomètre de large dans un cratère lunaire. Le télescope serait presque trois fois plus large qu'Arecibo, et son perchoir lunaire lui donnerait une bien meilleure vue de l'univers.

Voici à quoi pourrait ressembler le télescope lunaire. Vladimir Vustyansky

"Avec un radiotélescope suffisamment grand ailleurs que sur Terre, nous pourrions suivre les processus qui ont conduit à la formation des premières étoiles, et peut-être même trouver des indices sur la nature de la matière noire", a déclaré dans un communiqué de presse Joseph Lazio, un radioastronome de la NASA travaillant sur le projet LCRT. Les plans du LCRT ne sont pas encore à un stade assez avancé pour être une mission de la NASA, mais l'agence a annoncé début avril qu'elle accordait à l'équipe 500 000 dollars (environ 415 000 euros) pour affiner son concept de conception du télescope et élaborer un plan pour sa construction.

"C'est très difficile, mais je pense que c'est quelque chose de réalisable avec la technologie actuelle", explique à Insider Saptarshi Bandyopadhyay, un ingénieur de la NASA qui dirige l'équipe.

"Nous ne savons vraiment pas à quoi ressemble l'univers"

Arecibo a découvert la première planète connue au-delà de notre système solaire, a cartographié la surface de Vénus et a détecté une paire d'étoiles qui a confirmé la théorie de la relativité générale d'Einstein. Cependant, le télescope avait un inconvénient : l'atmosphère terrestre brouille les ondes radio d'une longueur d'onde supérieure à 10 mètres, ce qui empêche Arecibo de voir les premiers instants de l'univers. La construction d'un télescope sur la Lune, loin des interférences atmosphériques, permettrait aux astronomes de voir enfin ce qu'ils ont manqué.

L'observatoire d'Arecibo à Porto Rico, l'un des plus grands radiotélescopes du monde, photographié avant son effondrement. NAIC Arecibo Observatory/NSF

"Nous sommes au stade où les premières étoiles se sont formées dans l'univers, ou même avant, lorsque la première matière s'est formée mais que les étoiles n'étaient pas encore formées", expose Saptarshi Bandyopadhyay. L'étude de l'univers primitif pourrait aider les scientifiques à comprendre les origines de la matière noire, qui est six fois plus importante que la matière visible. "Au-dessus des longueurs d'onde de 10 mètres, nous ne savons vraiment pas à quoi ressemble l'univers", énonce Saptarshi Bandyopadhyay. "Nous ne savons pas ce que nous allons découvrir dans ces longueurs d'onde."

Le télescope lunaire n'est pas une mission de la NASA, mais l'agence veut en savoir davantage

Vue d'artiste du Space Launch System, la prochaine fusée lunaire de la NASA, décollant du Centre spatial Kennedy en Floride. NASA/MSFC

Le projet de Saptarshi Bandyopadhyay est l'un des six projets qui ont récemment obtenu des sommes similaires dans le cadre du programme Innovative Advanced Concepts de la NASA, qui accorde des financements pour aider les chercheurs à concrétiser des idées futuristes comme celle-ci. Ces subventions de "phase II" permettent aux chercheurs de poursuivre l'étude de leurs premiers concepts au cours des deux prochaines années. Outre le LCRT, la liste des concepts de la NASA comprend des habitats spatiaux à base de champignons et un essaim de vaisseaux spatiaux ressemblant à des cerfs-volants qui exploreraient les nuages de Vénus.

"Tous les projets en sont encore aux premiers stades de développement, la plupart nécessitant une décennie ou plus de maturation technologique. Ils ne sont pas considérés comme des missions officielles de la NASA", a déclaré la NASA dans un communiqué.

Comme les autres projets, l'équipe de Saptarshi Bandyopadhyay a déjà obtenu une subvention de 125 000 dollars de la NASA (environ 103 700 euros) pour étudier la faisabilité du projet de télescope. Il espère que l'agence prendra un jour le LCRT en charge en tant que mission officielle.

Des robots pourraient construire le télescope

Un rover DuAxel participe à des tests sur le terrain dans le désert de Mojave. NASA/JPL-Caltech/J.D. Gammell

L'équipe du LCRT a déjà repéré quelques cratères sur la face cachée de la Lune qui seraient assez grands pour accueillir la parabole du télescope, chacun ayant une largeur de 3 à 5 kilomètres. Il s'agit maintenant de trouver le moyen d'introduire la structure grillagée dans l'un de ces cratères.

L'un des plans possibles consiste à faire atterrir deux énormes atterrisseurs au bord du cratère choisi, l'un transportant le grillage et l'autre 20 rovers DuAxel capables d'escalader le cratère. Les rovers de ce deuxième atterrisseur poseraient une série de fils de guidage sur lesquels le premier atterrisseur déroulerait le filet du télescope. L'équipe de Saptarshi Bandyopadhyay estime que les robots DuAxel pourraient effectuer le travail de manière autonome en seulement 10 jours, bien avant que le soleil ne se couche sur cette face de la Lune pour sa nuit de 15 jours.

Une deuxième option consiste à utiliser des harpons pour déployer le filet, mais cela prendrait environ cinq mois et l'équipement robotique devrait survivre aux longues nuits lunaires. Le côté positif, cependant, est que Saptarshi Bandyopadhyay estime que cette méthode serait moins chère de plusieurs milliards de dollars.

Au cours de la première phase de recherche, l'équipe de Saptarshi Bandyopadhyay a choisi quelques cratères lunaires susceptibles d'accueillir son télescope et a élaboré des idées pour les robots grimpeurs et les harpons. Ils ont également défini l'objectif scientifique du LCRT : recueillir les signaux de l'"âge sombre" de l'univers primitif et filtrer le bruit radio cosmique de notre Voie lactée.

Les travaux de recherche se poursuivent

Maintenant, grâce au nouveau financement de la NASA, le groupe doit choisir les bons matériaux pour la science qu'il souhaite mener. "Dans la phase actuelle, notre plus grand défi est de concevoir une maille qui satisfait à de multiples contraintes différentes", a déclaré Saptarshi Bandyopadhyay. Ces contraintes comprennent la fabrication d'une base en maille qui serait suffisamment légère pour être lancée à bord d'une fusée. La maille doit également être suffisamment souple pour être déployée sur la lune et suffisamment résistante pour survivre aux changements de température spectaculaires.

L'équipe effectuera également d'autres recherches sur les moyens de construire ce télescope, mènera des analyses de risques et établira un plan de travail. Saptarshi Bandyopadhyay espère que son équipe sortira de cette prochaine phase de recherche avec une estimation des coûts et un argumentaire solide pour une future mission de la NASA.

"Si cette mission est financée jusqu'aux prochaines étapes, je serais très surpris que le LCRT soit déployé avec succès sur la Lune avant que je prenne ma retraite. Et je suis un très jeune scientifique", a déclaré Saptarshi Bandyopadhyay. "Habituellement, les choses de cette ampleur dans l'espace prennent vraiment du temps. Alors, oui, je me réjouis de ce voyage, et ce sera le voyage d'une vie."