Radiotélescope d’Arecibo : la bataille de la reconstruction a commencé

L’antenne d’Arecibo après son effondrement en décembre 2020. © Juan R. Costa/NotiCel
Depuis l’effondrement du radiotélescope d’Arecibo en 2020, nombre de scientifiques plaident pour la reconstruction d’un instrument géant sur l’ile de Porto Rico. De nouveaux projets ont déjà été proposés. Mais pour qu’ils naissent, il faut pouvoir les financer.

« El Radar se cayó. » Comprenez : « Le radar s’est effondré. » Le 1er décembre 2020, la phrase était sur toutes les lèvres des habitants de Porto Rico. Juste après le lever du soleil, par une météo pourtant clémente, un vacarme a retenti en provenance du radiotélescope géant d’Arecibo, baptisé El Radar sur l’ile. Depuis le passage de l’ouragan Maria en 2017, en plus d’une série de séismes ultérieurs, le dôme grégorien, sorte de boule blanche collectrice d’ondes accrochée à la plateforme à 140 m de haut, pendait telle une épée de Damoclès au-dessus du réflecteur en contrebas. Les câbles ont finalement cédé, provoquant la chute de 900 tonnes de matériel venant ravager près d’un tiers de l’antenne de 300 m de diamètre. Un scénario à la James Bond, clôturant avec fracas 57 ans de bons et loyaux services et privant la National Science Fondation (NSF) américaine de son instrument capable d’entendre des ondes radio en provenance du cosmos, mais aussi (chose rare) d’en émettre vers celui-ci

Le 1er décembre 2020, la plateforme abritant les récepteurs s’effondre sur le radiotélescope d’Arecibo… © Z. Abaca/Univ. of Central Florida
Sa masse de 900 tonnes ravage près d’un tiers des 38 000 panneaux d’aluminium de l’antenne. © Z. Abaca/Univ. of Central Florida
… Sa masse de 900 tonnes ravage près du tiers de l’antenne de 300 m de diamètre. © Z. Abaca/Univ. of Central Florida

Fast va-t-il rester sans concurrent ?

Très vite cependant, des voix ont appelé à la reconstruction de l’antenne d’Arecibo. Devait-on laisser le radiotélescope chinois Fast avec ses 500 m de diamètre* seul instrument au monde parmi les géants des géants ? Ramon Lugo, directeur de l’Institut spatial de Floride à l’Université centrale de Floride (UCF), milite en faveur de la reconstruction du radiotélescope à Porto Rico. Depuis 2018, l’UCF a convenu avec la NSF de prendre en charge toute la gestion de l’observatoire d’Arecibo et de son personnel, en lieu et place de l’agence fédérale.

Financée à hauteur de 8 milliards de dollars puisés dans le budget fédéral américain, négocié chaque année au Congrès, la NSF n’a pas bénéficié de coup de pouce depuis les années 2000 pour la préservation du radiotélescope d’Arecibo. Tout en continuant à consacrer 8 à 12 millions de dollars (M$) de dépenses annuelles pour l’observatoire, entre autres pour installer des récepteurs d’ondes flambants neufs en 2020, la NSF s’est progressivement mise en retrait dans la gestion de l’antenne géante. Mais elle en reste propriétaire.

Directeur de l’Institut spatial de Floride à l’UCF, Ramon Lugo milite pour une reconstruction auprès du Congrès américain. DR
Directeur de l’Institut spatial de Floride à l’UCF, Ramon Lugo milite pour une reconstruction auprès du Congrès américain. DR

« Transférer la propriété du site à l’UCF, comme je l’ai proposé par le passé, rencontre des blocages d’ordre politique, commente Ramon Lugo. Cela ferait de l’État de Floride un propriétaire terrien d’une région de Porto Rico, ce qui n’est pas acceptable au niveau fédéral », ajoute l’ingénieur, ancien directeur du Glenn Research Center de la Nasa. Ainsi, face au manque de réactivité de la NSF, et depuis sa décision de mettre hors service le radiotélescope le 19 novembre 2020, soit moins de deux semaines avant l’effondrement, Ramon Lugo se presse pour convaincre le plus grand nombre possible de membres du Congrès américain, comme il l’explique : « Nous tentons d’obtenir une appropriation directe de la question de la part du Congrès [lorsque les membres du Congrès débattent du financement d’un projet précis, plutôt que d’un budget global, NDLR]. »

Télescope de nouvelle génération

Depuis le 1er février 2021, le responsable de l’instrument se rend à ses réunions avec un livre blanc sous le bras. Rédigé par un consortium de scientifiques américains et portoricains, le document présente les grandes lignes d’un télescope de nouvelle génération : le NGAT (pour Next Generation Arecibo Telescope). Un radar plus puissant que son prédécesseur, capable de s’orienter pour pointer jusqu’en direction du centre galactique, quand l’ancienne antenne ne pouvait rien voir à l’extérieur d’un cône ouvert à 40° autour du zénith local. « La nouvelle installation sera dépourvue de plateforme suspendue en hauteur. Car même en tendant les câbles le plus possible, le détecteur qu’elle porte bouge légèrement, ce qui dégrade la netteté des mesures. Tous les scientifiques ne sont pas d’accord avec certains détails techniques du livre blanc. Mais il ne faut pas oublier qu’un tel document contient avant tout les grandes directives scientifiques, desquelles doivent découler les choix techniques. Et non l’inverse. »

Le dôme grégorien qui abrite des récepteurs d’ondes dernier cri a été Installé en 1996. © Univ. of Central Florida

Manque de chance dans le calendrier, le livre blanc a été publié juste après la clôture de la grande enquête décennale pour l’astronomie et l’astrophysique qui, supervisée par les académies scientifiques américaines, souffle à la NSF les choix scientifiques pour la nouvelle décennie. « L’enquête était sur le point de se terminer quand le télescope s’est effondré. J’ai contacté le comité de l’enquête décennale pour savoir s’ils pouvaient inclure notre livre blanc, à la dernière minute. Ils n’ont pas accepté », témoigne Anish Roshi, responsable de la radioastronomie à Arecibo, et premier auteur du document de 82 pages. Une œuvre qui peut d’ailleurs être soutenue publiquement par les scientifiques et politiques. Sur le site de l’observatoire d’Arecibo [http://naic.edu] chacun peut ratifier le document. Au 15 avril 2021, 2 400 soutiens à travers le monde avaient été enregistrés.

Côté NSF, on a bien pris conscience du désir d’une partie de la communauté de construire un NGAT, dont le cout est estimé entre 450 et 500 M$. « Mais ça n’est qu’un livre blanc. Tant qu’il ne s’agit pas de demandes de financement pour des projets concrets, notre rôle n’est pas d’en étudier la faisabilité », réagit un représentant de la NSF. « Nous avons un cadre, bien établi, pour financer et réaliser des infrastructures de grande taille [comme le télescope solaire DKIST à Hawaï ou l’observatoire Vera Rubin au Chili qui abrite le LSST]. Mais c’est un processus long de plusieurs années. Actuellement, nous nous consacrons à restaurer les installations qui ont survécu à l’effondrement », ajoute l’agence fédérale.

Ambitions à court terme

Anish Roshi a rédigé un livre blanc pour un radiotélescope géant de nouvelle génération. DR

Un effort de déblayage et de nettoyage qui doit encore courir jusqu’à juin 2021 au plus tôt. « La National Science Fondation est déjà intéressée par de nouveaux projets pour Arecibo. Mais pour l’instant, ces ambitions sont toutes à court terme », ajoute Anish Roshi. Parmi elles, la possibilité d’un groupe de huit antennes radio faisant partie du réseau d’antennes ngVLA, qui reposera sur 244 assiettes réparties dans les États du Nouveau-Mexique, du Texas, d’Arizona et au Mexique. Ou encore une expérience consacrée à l’étude de l’atmosphère, semblable au projet HAARP en Alaska, demandant l’installation de petites antennes basse fréquence de type dipolaire.

« L’utilisation du réflecteur de 300 m, une fois reconditionné, est aussi envisagée. Mais pour un temps court », ajoute Anish Roshi. Des projets qui seront débattus pendant les sessions d’une conférence spécialement dédiée au futur d’Arecibo, organisée par la NSF du 4 au 28 juin 2021. Parmi les objectifs de ces rencontres, figure celui de décider d’un instrument à grande échelle. Ce qui laisse entrevoir que la NSF est ouverte à un NGAT.

les huit antennes de 16 m du radar Pluton, en Crimée.
Quatre cents assiettes de 15 m de diamètre pourraient constituer une future antenne géante. Un système déjà employé par les huit antennes de 16 m du radar Pluton, servant à communiquer dans l’espace profond depuis la Crimée (ci-dessus). © Pluton Complex

Pour convaincre leur monde, Anish Roshi et Ramon Lugo pourront tous deux compter sur le soutien du nouveau gouverneur de Porto Rico, Pedro Pierluisi, élu le 2 janvier 2021. Démocrate et membre du nouveau parti progressiste, celui-ci s’est exprimé publiquement en faveur de l’observatoire, dans la lignée de sa prédécesseure Wanda Vázquez. Cette dernière avait offert, dès le 28 décembre 2020, une enveloppe de 8 M$ à l’adresse du site. La commissaire de Porto Rico, Jenniffer González, résidente à la Chambre des représentants américaine, soutient entièrement la reconstruction d’un radiotélescope. « Elle n’a pas le droit de vote aux États-Unis, mais pèse dans les négociations. Le 9 avril, elle a adressé une lettre à l’Office of Management and Budget, organisme qui conseille directement le président des États-Unis pour l’élaboration de son budget présidentiel », révèle Ramon Lugo. La concurrence technologique avec la Chine peut-elle aussi être motrice ? « Je mentirais si je disais que ça n’a pas d’importance. Nous nous assurons que les membres du Congrès connaissent bien l’existence de l’installation chinoise… » admet Ramon Lugo.

En débat au Congrès

Dans ce contexte de compétition technologique sino-américaine, Joe Biden a par ailleurs déclaré vouloir gonfler le budget de la NSF. Rendu public au printemps, le « Budget du président » doit être longuement débattu au Congrès jusqu’à l’automne, voire l’hiver. Nous verrons à ce moment si le nom d’Arecibo apparait clairement dans les 4 000 milliards de dépenses fédérales annuelles. Quoi qu’il en soit, si ce financement pour le radiotélescope voit le jour, il pourrait être complété par l’aide de donateurs privés. Parmi lesquels, le patron de Space X Elon Musk. « Certains, dont moi, ont tenté d’attirer son attention juste après l’effondrement. Il a montré de l’intérêt dans un premier temps », rapporte Seth Shostak, de l’Institut Seti. « C’est en attente, réagit Ramon Lugo. Car Elon Musk n’apportera pas tout seul les 500 M$, et je ne crois pas que tout le monde souhaite qu’il soit le premier à soutenir Arecibo… Près de quatre autres donateurs, désirant rester anonymes, offrent aussi leur concours. »

Le radiotelescope chinois Fast. © Liu Xu
La concurrence de Fast pourrait motiver les Américains pour reconstruite leur radiotélescope géant. Son antenne de 500 m est installée dans la province de Guizhou, au sud de la Chine. © Liu Xu

Si les finances pour un nouveau radiotélescope géant américain sont débloquées, qu’elles soient publiques ou privées, quatre à sept ans s’écouleront entre sa conception et la fin de sa construction. Du point de vue de ceux qui tentent de faire renaitre El Radar de ses cendres, il est de bonnes raisons d’espérer. « Je suis personnellement optimiste quant à un projet de grande ampleur à Arecibo », livre Anish Roshi. « Je ne peux qu’être optimiste, mais ce ne sera pas facile », se prépare Ramon Lugo.

* Bien que seuls 300 m soient employés à chaque mesure.

 

Les grandes dates d’Arecibo

Milieu des années 1950 : William Gordon, ingénieur à l’université Cornell, milite pour la construction d’un radar géant consacré à l’étude de la haute atmosphère. Une agence du département américain de la Défense finance le projet, le considérant utile pour détecter le passage de missiles balistiques.

William Gordon (à gauche). courtesy of Cornell University
William Gordon (à gauche). courtesy of Cornell University

1er novembre 1963 : Inauguration du radiotélescope d’Arecibo. La National Science Foundation (NSF) en devient propriétaire le 1er octobre 1969.

16 novembre 1974 : Le radiotélescope est rénové. Une équipe d’astronomes menée par Frank Drake émet le Message d’Arecibo à destination d’éventuelles civilisations extraterrestres logées dans l’amas d’Hercule à 22 000 années-lumière. Réponse espérée dans 44 000 ans…

1974 : Détection d’un pulsar binaire permettant de confirmer la relativité générale. Le prix Nobel de physique est attribué en 1993 à Hulse et Taylor pour cette découverte.

1992 : Découverte d’un système planétaire tournant autour d’un pulsar, et de dépôts de glace aux pôles de Mercure.

13 novembre 1995 : Premier effondrement d’Arecibo… dans GoldenEye, avec Pierce Brosnan dans le rôle de James Bond.

Ça chauffe pour Arecibo… dans le film GoldenEye. DR

2008 : Découverte d’un système triple d’astéroïdes géocroiseurs, catégorie d’objets dont le radiotélescope permet de connaitre la taille, la surface et la vitesse de rotation.

Septembre 2017 : L’ouragan Maria brise une antenne de 29 m. Dans sa chute, elle perfore l’assiette géante. Celle-ci est remise en état.

Après l’ouragan Maria. DR

Aout 2020 : La chute d’un câble endommage la vaste antenne composée de 38 000 panneaux d’aluminium.

L’antenne en aout 2020. © Z. Abaca/Univ. of Central Florida

Novembre 2020 : La NSF annonce l’arrêt définitif du radiotélescope d’Arecibo et prévoit son démantèlement. Douze jours plus tard, l’antenne s’effondre.

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