Le télescope volant de la NASA met fin à ses opérations

Le télescope spatial Hubble de la NASA est sans doute l’observatoire le plus connu et le plus réussi de l’histoire, fournissant des images sans précédent qui ont séduit le public et les astronomes pendant plus de 30 ans. Mais même ainsi, il n’y a rien de particulièrement spécial à propos de Hubble. En fin de compte, ce n’est qu’un grand télescope optique qui a l’avantage d’être dans l’espace plutôt que sur la surface de la Terre. En fait, on a longtemps cru que Hubble n’était pas différent des satellites espions contemporains exploités par le National Reconnaissance Office – il pointe simplement dans une direction différente.

Il existe cependant des instruments vraiment uniques dans l’arsenal d’observation de la NASA, et bien qu’ils n’aient peut-être pas la reconnaissance du nom des télescopes spatiaux Hubble ou James Webb, ils représentent toujours d’incroyables exploits d’ingénierie. Ceci est peut-être mieux illustré par l’Observatoire stratosphérique pour l’astronomie infrarouge (SOFIA), un télescope infrarouge aéroporté intégré dans un avion de ligne à la retraite qui est vraiment unique en son genre.

Malheureusement, ce télescope aérien unique est également exceptionnellement coûteux à exploiter ; avec un coût de fonctionnement annuel d’environ 85 millions de dollars, c’est l’une des missions d’astrophysique en cours les plus chères de l’agence. Après douze ans d’observations, la NASA et leurs partenaires du Centre aérospatial allemand ont décidé de mettre fin au programme SOFIA après la fin de sa mission actuelle en septembre.

Avec le télescope si près de faire ses observations finales, il semble que le moment soit venu de revenir sur cet incroyable programme et sur la raison pour laquelle les centres spatiaux américains et allemands ont décidé qu’il était temps de remettre SOFIA dans le hangar.

Œil dans le ciel

En effectuant ses observations astronomiques en survolant la stratosphère à une altitude d’environ douze kilomètres (40 000 pieds), SOFIA est au sens propre et figuré un juste milieu entre les télescopes terrestres et spatiaux. Son altitude opérationnelle signifie que le télescope est au-dessus de la grande majorité de la vapeur d’eau atmosphérique qui empêcherait autrement certaines fréquences infrarouges d’atteindre la surface de la Terre, tandis que sa capacité à être régulièrement entretenu et mis à niveau lui donne le genre de flexibilité scientifique qui serait normalement associée à un observatoire au sol.

La clé du programme SOFIA est un avion suffisamment grand pour transporter le télescope, ainsi que son instrumentation et le personnel pour le faire fonctionner, jusqu’à l’altitude requise pour des vols stables et de longue durée. Dans ce cas, il s’agit d’un Boeing 747SP à large fuselage qui a commencé sa carrière avec Pan Am en 1977.

Cette variante spéciale « SP » de l’emblématique 747 a été spécialement conçue pour voler plus longtemps, plus vite et plus haut en supprimant une section du fuselage et en effectuant d’autres modifications permettant d’économiser de la masse. Construit en nombre relativement limité spécifiquement pour les vols entre New York et le Moyen-Orient, la cellule utilisée pour SOFIA est l’un des quatre seuls 747SP encore en vol.

Des modifications structurelles considérables ont été nécessaires pour que le 747SP transporte le télescope de 17 tonnes métriques (38 000 livres), mais certainement aucune plus évidente que la grande porte qui peut être ouverte pendant le vol pour exposer le miroir primaire de 2,7 m (8,8 pieds). Pour éviter un coup de vent lorsque la porte est ouverte, ce qui introduirait des vibrations inacceptables dans l’optique, une « bosse » prononcée a été ajoutée à l’arrière du fuselage pour rediriger le flux d’air à grande vitesse avant qu’il n’atteigne l’ouverture. De l’air turbulent pénètre invariablement dans la chambre, mais il peut être compensé en utilisant la monture du télescope, qui utilise une combinaison de paliers à huile sous pression, de contrepoids, de gyroscopes et de moteurs à couple magnétique pour stabiliser et viser l’instrument.

Concurrence puissante

Le télescope SOFIA est de loin le plus grand jamais monté dans un avion, un record qui ne sera presque certainement jamais battu. Même encore, son miroir principal est éclipsé par le réflecteur de 6,5 m (21 pieds) du télescope spatial James Webb (JWST), le nouveau télescope infrarouge phare de la NASA qui n’est qu’à quelques jours de sa mise en ligne. Bien qu’il soit difficile de comparer directement les deux observatoires et leurs capacités, il ne fait aucun doute que le JWST représente l’avenir de l’astronomie infrarouge. Dans le même temps, SOFIA a été critiquée ces dernières années pour le peu de données scientifiques qu’elle a pu collecter par rapport à ses coûts de développement et d’exploitation élevés.

Alors que le JWST rend largement SOFIA redondant, cela ne veut pas dire que la communauté scientifique ne pleurera pas sa perte. Non seulement SOFIA est capable d’observer une gamme beaucoup plus large de fréquences infrarouges, mais sa capacité unique à cibler la lune a conduit directement à la confirmation en 2020 de l’eau sur la surface lunaire éclairée par le soleil. Il peut également être mis à niveau au fil du temps pour faire des observations avec des instruments qui n’existent peut-être même pas aujourd’hui, alors que le JWST est trop éloigné de la Terre pour recevoir le genre de mises à niveau incrémentielles que Hubble a faites.

En termes simples, il existe un besoin valable pour un observatoire comme SOFIA. Mais à moins que la NASA ne trouve un moyen moins coûteux d’en construire et d’en exploiter un, il pourrait s’agir d’un créneau scientifique qui ne sera pas satisfait.