Peu de télescopes recevront une réponse émotionnelle du grand public lorsqu’il sera finalement annoncé qu’ils seront mis hors service. Dans le cas de l’Observatoire d’Arecibo à Arecibo, Porto Rico, les derniers mois ont vu non seulement des astronomes, mais aussi d’innombrables personnes à travers le monde attendre avec impatience après les premiers rapports de dommages à l’antenne gigantesque du radiotélescope.

Lorsque la National Science Foundation a annoncé qu’elle allait mettre hors service le télescope, il y a eu une vague compréhensible de chagrin et de choc. Arecibo n’est pas seulement un point de repère à Porto Rico, c’est le télescope de films emblématiques tels que Oeil doré (1995) et Contact (1997). Ses données ont alimenté des programmes publics tels que les projets Seti @ Home et Einstein @ Home.

La disparition d’Arecibo était-elle vraiment inévitable et qu’est-ce que cela signifie pour la communauté scientifique?

Ce qui définit Arecibo

Le télescope Green Bank.

La vraie question est: qu’avons-nous perdu? Y a-t-il des successeurs d’Arecibo capables de combler le très grand vide auquel est confrontée la communauté scientifique? Examiner les aspects du télescope qui l’ont rendu unique nous aide à trouver ces réponses.

Les télescopes sont essentiellement des instruments très sensibles pour observer des sources éloignées de rayonnement électromagnétique. Dans le cas des télescopes optiques, cela signifie la partie visible du spectre EM. Les radiotélescopes fonctionnent de la même manière mais sont réglés pour recevoir les fréquences radio. Arecibo était capable de capturer entre 1 et 10 GHz avec plusieurs récepteurs en utilisant 221 mètres effectifs de son diamètre de 304 mètres. Tout comme la façon dont le miroir primaire d’un télescope optique détermine en grande partie la quantité de lumière qui atteindra finalement le capteur, la taille et la forme du miroir primaire d’un radiotélescope (parabole) le font également.

La plupart des télescopes peuvent être ajustés pour pointer le réflecteur vers différentes parties du ciel. C’est principalement une question de ce que la mécanique et l’ingénierie permettent, avec le télescope Green Bank en Virginie-Occidentale actuellement le plus grand radiotélescope entièrement orientable avec un diamètre de plat de 100 mètres. L’Arecibo de Porto Rico et le radiotélescope FAST de Chine ont des réflecteurs fixes qui utilisent des dépressions naturelles dans le terrain laissé par un gouffre karstique. Dans cette dépression en forme de bol, les éléments qui composent la parabole sont installés, suivant largement ces contours, avec un réseau récepteur mobile pour viser le télescope. Bien que pratique, cela limite la vue de ces télescopes à une partie assez étroite du ciel.

La zone éclairée du télescope FAST sur la parabole principale.

À la fois plus récent et physiquement plus grand, il semblerait évident que le télescope FAST chinois est supérieur à Arecibo, ce n’est pas tout à fait vrai. Les réflecteurs paraboliques d’Arecibo sont montés en place plus rigidement que ceux de FAST. Bien que ce dernier soit plus flexible avec des treuils capables d’ajuster la forme de la maille du réflecteur, cela s’accompagne de compromis à ces fréquences plus élevées. Même avec des mises à niveau des récepteurs FAST similaires aux mises à niveau reçues par Arecibo en 1997, FAST ne pourrait couvrir que des fréquences allant jusqu’à environ 5 GHz, soit seulement la moitié des performances d’Arecibo.

En plus de ces propriétés, se pose également la question de l’astronomie radar, qui nécessite la transmission de signaux radar puissants. Arecibo dispose de quatre émetteurs radar, de 20 TW (continu), 2,5 TW (pulsé), 300 MW et 6 MW. Ceux-ci occupent une place importante et ne peuvent donc pas être montés sur la plate-forme secondaire de FAST aux côtés de ses récepteurs en raison de problèmes de poids et d’espace. Arecibo n’est que l’un des deux télescopes qui ont été régulièrement utilisés en astronomie radar, l’autre étant le radar du système solaire Goldstone de 70 mètres, avec un émetteur de 500 kW.

La détection des astéroïdes et des comètes étant une partie essentielle des tâches d’astronomie radar d’Arecibo (système de suivi et d’alerte précoce), cela a laissé un angle mort majeur. Sans Arecibo, nous devons principalement compter sur des télescopes optiques pour suivre ces objets lorsqu’ils traversent le système solaire.

La danse du budget des infrastructures

Il n’est peut-être pas surprenant que l’Arecibo soit un artefact de la guerre froide, envisagé dans le cadre d’un bouclier anti-missile balistique (ABM). Des installations comme Arecibo fourniraient des fonctions de détection, étant vraisemblablement suffisamment sensibles pour filtrer les vraies ogives des fausses dans un ICBM MIRV à partir de leur signature radar. Sans une solide compréhension de la physique exacte d’un ICBM rentrant, Arecibo a fait partie d’un effort mené par l’ARPA pour combler les lacunes de connaissances ici.

Alors que la guerre froide traînait et que les priorités changeaient avant la dissolution finale de l’Union soviétique, Arecibo se voyait placée dans une situation semblable à celle des merveilles couvertes de rouille et de peinture écaillée de l’Union soviétique. Inutile en tant qu’atout militaire, il a vu son budget opérationnel réduit d’année en année. Même avec la recherche sur les astéroïdes comme l’un de ses profils de mission uniques, la NASA a annoncé en 2001 qu’elle réduirait le financement de 27% et «  encouragé  » la National Science Foundation (NSF) à financer le budget de 11 millions de dollars de l’ensemble du programme.

En 2007, la NSF a annoncé qu’en raison de la réduction de son propre budget, elle devrait fermer Arecibo à moins que d’autres sources de financement ne puissent être trouvées. Il convient de noter ici que Porto Rico lui-même est plutôt pauvre, son gouvernement n’ayant pas les moyens financiers de soutenir même un télescope aussi emblématique, et aucun sénateur à Washington DC pour faire pression en son nom parce que Porto Rico n’est pas un État américain.

Le financement de la NASA pour le télescope a été rétabli en 2010, avec une augmentation en 2012 à 3,5 millions de dollars / an. Malgré cela, la NSF a modifié la manière dont l’Observatoire d’Arecibo était géré pendant cette période, recherchant des partenaires commerciaux et autres et retirant l’Université Cornell du projet. En 2015, la NSF signalait qu’elle envisageait de mettre hors service l’installation.

Lorsque l’ouragan Maria a endommagé la ligne d’alimentation 430 MHz et une partie de l’antenne principale en 2017, un consortium dirigé par l’Université de Floride centrale (UCF) a réussi à éviter le démantèlement de l’observatoire grâce à un soutien financier, mais le 10 août 2020, un des câbles de support de la plate-forme secondaire se sont rompus, endommageant la parabole principale et la plate-forme du récepteur.

Alors que les décennies de boiterie avec un budget de fonctionnement minimal rattrapaient la réalité, le 7 novembre a vu un deuxième bris de câble, endommageant davantage l’antenne principale. Après que les ingénieurs ont examiné l’installation à la suite de ce deuxième accident, la déclaration à la presse a déclaré que:

Une analyse préliminaire indique que le câble principal, qui a échoué le 6 novembre, aurait dû facilement gérer la charge supplémentaire en fonction de la capacité de conception. Les ingénieurs soupçonnent qu’il est probable que le deuxième câble soit tombé en panne parce qu’il s’est dégradé au fil du temps et qu’il porte une charge supplémentaire depuis août.

Tout cela semble indiquer l’absence de budget de maintenance conduisant à une situation où les nombreux câbles de l’Observatoire d’Arecibo n’étaient pas régulièrement inspectés, entretenus ou remplacés. Surtout dans un climat assez humide et chaud comme celui de Porto Rico où la corrosion des câbles en acier serait accélérée, un manque d’entretien aurait entraîné des réductions de capacité de charge.

Ce qui aurait pu être

Observatoire Arecibo depuis les airs dans des jours plus heureux.

Un problème majeur avec les installations scientifiques comme Arecibo est qu’elles ne sont pas assez voyantes ou cool pour justifier un flux constant de financement, certaines administrations étant pires que d’autres. La raison principale est que beaucoup de science implique principalement d’attendre, de fouiller à travers des années de données, plus d’attente et plus de calculs et d’exécuter des modèles dans l’espoir de voir un théorème confirmé.

Quand on demande à un politicien ou à la personne moyenne dans la rue ce qu’ils pensent de la disparition d’Arecibo, il est peu probable que beaucoup puissent résumer à quoi servait l’installation et pourquoi sa perte est ressentie bien au-delà de la communauté astronomique.

Le centre d’accueil de la Fondation Ángel Ramos situé près de l’observatoire a été ouvert en 1997. Il sert de centre éducatif avec des expositions et des expositions non seulement sur l’observatoire d’Arecibo, mais aussi sur l’astronomie et les sciences atmosphériques. Avec la perte de l’observatoire, l’avenir de ce centre et le rôle de Porto Rico dans l’astronomie sont fortement remis en question.

Pour le futur

Dans un monde où certains individus comptent leur valeur en milliards et où Wall Street marque ses progrès en milliers de milliards, le budget d’exploitation et de maintenance d’une installation telle qu’Arecibo est microscopiquement petit. Malgré cela, rien n’indique que la décision de déclasser Arecibo sera annulée. La question de savoir si une installation de remplacement sera construite à Porto Rico ou ailleurs aux États-Unis est toujours en suspens à ce stade.

Tout ce que nous savons avec certitude à l’heure actuelle, c’est que malgré sa situation géographique différente et son manque de capacité de transmission radar, le télescope FAST ainsi qu’une multitude de radiotélescopes plus petits seront en mesure de prendre la majeure partie du mou. En raison du traitement par la Chine des grands projets scientifiques comme un signe de prestige, en plus de construire FAST, ils devraient également mettre en ligne le radiotélescope Qitai entièrement orientable du pays de 110 mètres en 2023, ce qui en ferait le plus grand du genre dans le pays. monde.

On ne peut qu’espérer que les États-Unis et d’autres prendront l’appât et entameront une compétition amicale avec la Chine sur la construction des meilleurs télescopes et des autres projets scientifiques les plus utiles pour faire avancer l’humanité vers les étoiles. Car en fin de compte, n’avoir que des sites en ruine comme Arecibo pour montrer ses prouesses économiques ne vaut pas grand-chose quand ce gros astéroïde parvient à ne pas éviter la Terre.