Si vous voulez les images les plus vierges et les plus propres de notre univers, la meilleure chose à faire est de quitter la Terre. Ici, sur notre planète, vous pouvez trouver tout un tas d'effets de toutes sortes qui interfèrent avec nos capacités de rendu. La pollution lumineuse limite notre champ de vision; l'atmosphère nuit à notre résolution et à notre capacité de voir clairement; les nuages et le temps nous empêchent de recueillir la lumière; Le soleil et la terre eux-mêmes bloquent une grande partie de notre champ de vision de n'importe où sur terre.
Pourtant, des observatoires comme Hubble, Chandra, Fermi, Spitzer et d'autres ont démontré à quel point les télescopes spatiaux peuvent être efficaces. Les points de vue et les données qu'ils ont renvoyés sur Terre nous ont appris beaucoup plus que des observations similaires de la Terre pourraient nous enseigner. Pourquoi ne pas placer un télescope sur la lune alors? Croyez-le ou non, c'est une idée terrible. Elle n'a qu'un seul point positif. Et c'est pourquoi.
Télescope sur la Lune: est-ce mauvais?
La lune, à première vue, peut sembler être un endroit idéal pour placer un télescope. Il n'a pratiquement pas d'atmosphère, éliminant toute crainte de pollution lumineuse. Il est situé loin de la Terre, ce qui devrait réduire considérablement les interférences de tout signal produit par l'homme. Des nuits très longues signifient également que vous pouvez observer le même objectif en continu pendant 14 jours sans interruption. Et comme vous avez un sol solide, vous n'avez pas besoin de gyroscopes ou de roues flottantes. Il semblerait que tout soit cool.
Mais lorsque vous commencez à penser à la façon dont la Lune tourne autour de la Terre, à tout le système Lune-Terre qui tourne autour du Soleil, vous commencez à comprendre certains des problèmes auxquels toute cette idée est inévitablement confrontée.
Premièrement, si vous placez votre télescope sur la lune, de quel côté choisirez-vous: proche ou loin? Chacun d'eux a ses propres inconvénients.
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Si vous placez votre télescope du côté proche (face à la Terre) de la Lune, vous verrez toujours la Terre. Cela signifie que vous pouvez envoyer et recevoir des signaux, contrôler votre télescope et télécharger des données pratiquement sans délai, la seule limitation étant la vitesse de la lumière. Mais il s'ensuit également que les interférences de la Terre, telles que les signaux de diffusion, seront toujours un problème auquel vous devrez faire face.
D'un autre côté, si vous êtes de l'autre côté de la lune, vous êtes assez efficace pour vous protéger de tout ce qui vient de la terre, mais vous n'avez pas non plus de chemin de données direct ou de maintien d'un signal de communication. Nous devrons installer un mécanisme supplémentaire, un orbiteur ou effectuer des communications vers le côté proche pour faire fonctionner le télescope.
Dans tous les cas, vous aurez de nombreux problèmes avec lesquels vous aurez à lutter et qui ne se trouvent généralement pas dans l'abîme de l'espace interplanétaire. Les deux plus grands:
Tremblements de lune. Pensez-vous que c'est la Lune qui régit les marées sur Terre? Les forces de marée que la Terre exerce sur la Lune sont 20 fois plus fortes que les forces de marée que la Lune exerce sur la Terre. Il y en a suffisamment pour provoquer des tremblements de lune assez maladifs sur le satellite.
La différence de température. En raison du blocage des marées de la Lune par la Terre et de sa rotation extrêmement lente, elle baigne presque constamment au soleil pendant 14 jours, puis plonge dans l'obscurité totale pendant 14 jours. Les températures diurnes peuvent atteindre plus de 100 degrés Celsius et la nuit, la lune se refroidit à -173 degrés.
Alors qu'un télescope spatial peut contrôler sa température grâce à un refroidissement actif ou passif (ou une combinaison des deux), le télescope doit refroidir en dessous de la température des longueurs d'onde qu'il essaie d'observer, sinon le bruit obscurcira le signal prévu. Ce serait un énorme inconvénient pour l'astronomie ultraviolette, optique ou infrarouge, si l'un d'entre eux était tenté de se développer sur la Lune.
Concevoir un télescope capable de résister à ces températures extrêmes tout en fonctionnant toujours est une tâche ardue. Sans surprise, le seul télescope sur la lune que nous ayons est le télescope ultraviolet du côté proche du voyageur, qui fonctionne à des longueurs d'onde auxquelles l'atmosphère terrestre absorbe presque toute la lumière.
Pour la plupart des applications, aller dans l'espace serait une meilleure option que la Lune. La surface lunaire, à en juger par les températures extrêmes et les difficultés de communication avec la Terre, offre plus d'inconvénients que d'avoir une surface sur laquelle construire ou faire autre chose.
Mais il y a une application très spécifique que propose la Lune: les radiotélescopes. La Terre est une source incroyablement «radio-forte», pour des raisons naturelles et humaines. Même dans l'espace, les signaux émanant de la Terre imprègnent tout le système solaire. Mais la Lune offre une formidable immunité aux signaux radio de la Terre: le côté éloigné du satellite utilise littéralement tout le corps lunaire comme bouclier.
Le cosmologiste Joe Silk a écrit ce qui suit plus tôt cette année:
Nous avons pu détecter des signaux d'inflation, les premières étapes du Big Bang et la formation des premières étoiles de l'univers avec le radiotélescope lunaire. Bien qu'il y ait un espoir de faire cela sur Terre ou dans l'espace, la surface lunaire lointaine offre plus de sensibilité car elle est protégée de la Terre par un bouclier que toute autre option.
De nos jours, lorsqu'un vaisseau spatial va au-delà de la Lune, vu de la Terre, il frappe une panne de radio. Le fait que les ondes radio ne puissent pas traverser la lune signifie qu'aucun signal ne peut y être envoyé ou reçu pendant cette période. Les satellites en orbite, les stations ou rovers éloignés, et même les astronautes d'Apollo perdent leur capacité à communiquer avec la Terre.
Mais cela signifie également qu'ils sont protégés de toutes sortes de signaux radio polluants générés sur Terre. Les communications GPS, les micro-ondes, les radars, les signaux cellulaires et Wi-Fi, et même les appareils photo numériques sont parmi les nombreuses sources terrestres contaminant les observatoires radio. Mais de l'autre côté de la Lune, toutes les sources d'interférences sont bloquées à 100%. C'est l'environnement de radioastronomie le plus propre qu'on puisse imaginer.
Le Dr Gillion Scudder note également que cette idée a ses inconvénients. Le transfert de données nécessite quelque chose comme un appareil orbital qui peut communiquer à la fois avec la Terre et le télescope. Un télescope ou un réseau de radiotélescopes doivent être construits et déployés sur la Lune et reliés entre eux s'il parle d'un réseau (et cette option est préférable). Alternativement, les câbles pourraient être acheminés vers le côté proche pour la transmission de données vers la Terre.
Et le plus gros problème sera le coût. Transporter du matériel sur la lune, atterrir sur la surface lunaire, déployer et bien plus encore est un travail colossal. Même la proposition la plus modeste, le Lunar Array for Radio Cosmology (LARC), se compose de plus d'une centaine d'antennes de conception simple réparties sur une portée de deux kilomètres. Le projet coûtera 1 milliard de dollars et sera le réseau radio le plus cher de l'histoire de la Terre s'il est construit.
Pratiquement toute proposition astronomique sensée implique que l'espace est bien meilleur que la surface lunaire pour le placement du télescope. Les chutes de température se produisent à tous les points de la lune. Seuls les radio-astronomes pourraient avoir l'avantage de placer un télescope de l'autre côté de la Lune, mais cette opportunité coûterait un joli sou.
Jusqu'à ce que nous trouvions un moyen de réduire les coûts ou de proposer quelque chose de mieux, il est hautement improbable que nous voyions jamais un télescope lunaire qui surpasse les autres options. L'univers ne va nulle part, il attend que nous vous dévoilions ses secrets.
Ilya Khel
