LCRT: un radiotélescope sur la LUNE

Suite à l’effondrement d’Arecibo en décembre 2020, comment combler le grand vide laissé derrière le mythique radiotélescope? Pour le reconstruire, il faudrait en effet entre 50 et 400 millions de dollars, selon les estimations. Pour cette raison, la NASA réfléchit à investir directement dans un concept bien plus ambitieux: le Lunar Crater Radio Telescope (LCRT)!

Préparer l’exploration spatiale de demain


L'Observatoire d'Arecibo
L’Observatoire d’Arecibo et son antenne de 305 mètres de large photographiés en 2019. Crédits: Wikipedia/Mariordo

Imaginé dès les années 1960, le concept du radio télescope lunaire a été sélectionné pour la deuxième année consécutive par les équipes de l’Institut des Concepts Avancés de la NASA (le NIAC). Ce programme de l’agence spatiale américaine a pour objectif d’identifier et d’évaluer les innovations technologiques qui révolutionneront l’exploration spatiale de demain.


Radiotélescopie lunaire
Illustration d’un radiotélescope lunaire. Crédits: NASA/Mark Dowman et Doug McLeod

“La créativité est la clé de l’exploration spatiale de demain. Promouvoir des idées révolutionnaires qui peuvent nous sembler extravagantes aujourd’hui pourrait ouvrir des portes et de nouvelles approches pour l’exploration spatiale dans les décennies à venir.”

Jim Reuter
Administrateur associé pour la Direction des missions de technologie spatiale (NASA)


L'Observatoire d'Arecibo
L’Observatoire d’Arecibo et son antenne de 305 mètres de large photographiés en 2019. Crédits: Wikipedia/Mariordo


Schéma d'un radiotélescope lunaire
Une proposition datant de 1986 a suggéré qu’un système de câbles suspendus à l’intérieur d’un cratère lunaire pourrait permettre aux astronomes de construire un télescope inspiré d’Arecibo sur la Lune. Crédits: NASA

Starship lunaire
Illustration du Starship lunaire, sélectionné par la NASA pour son programme Artemis. Selon l’issue du procès initié par ses concurrents, l’atterrisseur de SpaceX devrait déposer le prochain homme et la première femme sur la Lune d’ici 2024. Crédits: NASA/SpaceX

Un projet dans la lignée d’Artemis


Starship lunaire
Illustration du Starship lunaire, sélectionné par la NASA pour son programme Artemis. Selon l’issue du procès initié par ses concurrents, l’atterrisseur de SpaceX devrait déposer le prochain homme et la première femme sur la Lune d’ici 2024. Crédits: NASA/SpaceX

Cette année, un demi million de dollars supplémentaires iront financer les travaux de recherche du Jet Propulsion Laboratory (JPL), le laboratoire californien qui étudie la faisabilité de l’installation d’un radiotélescope d’un kilomètre de diamètre à la surface de la Lune. Si le projet semble fou, il coïncide pourtant avec la volonté des Etats-Unis et de leurs partenaires commerciaux de retourner sur la Lune d’ici 2024, et présente aussi de nombreux avantages.

Observer la naissance de l’univers

En effet, pour comprendre la naissance de notre univers, les astronomes aimeraient pouvoir analyser les ondes émises par les nuages de gaz qui remplissaient le cosmos quelques millions d’années après le Big Bang, juste avant la naissance des premières étoiles. Sur Terre, il nous est impossible d’étudier ces ondes radio, bloquées par les couches supérieures de notre atmosphère et perturbées par les activités humaines.


Observatoire NOEMA
Les antennes de l’observatoire NOEMA, situé dans les Alpes, regardant le ciel nocturne et la Voie lactée. Le NOrthern Extended Millimeter Array est un radiotélescope géant: un réseau d’antennes de 15 mètres de diamètre observant de manière synchronisée. Crédits: Wikipedio/IRAM-gre

Observatoire NOEMA
Les antennes de l’observatoire NOEMA, situé dans les Alpes, regardant le ciel nocturne et la Voie lactée. Le NOrthern Extended Millimeter Array est un radiotélescope géant: un réseau d’antennes de 15 mètres de diamètre observant de manière synchronisée. Crédits: Wikipedio/IRAM-gre

Illustration du LCRT.
Illustration du LCRT installé sur la face cachée de la Lune. Crédits: NASA

Rotation de la Lune
En nous présentant toujours la même face, la Lune fait barrage et protège sa face dite cachée des émissions radio en provenance de la Terre. Crédits: ESA

La Lune comme bouclier naturel


Rotation de la Lune
En nous présentant toujours la même face, la Lune fait barrage et protège sa face dite cachée des émissions radio en provenance de la Terre. Crédits: ESA

Protégé en permanence des ondes en provenance de la Terre, la face cachée de la Lune offre donc un environnement idéal pour installer le futur Arecibo. En plus d’être dépourvue d’atmosphère, la faible gravité de notre satellite pourrait faciliter l’installation du radiotélescope. Pour le construire, les ingénieurs du JPL souhaitent utiliser deux technologies révolutionnaires: un réflecteur déployable en mailles métalliques et le rover DuAxel.


Illustration du LCRT.
Illustration du LCRT installé sur la face cachée de la Lune. Crédits: NASA


Installation du radiotélescope LCRT
Les étapes de l’installation du radiotélescope LCRT. Crédits: NASA

DuAxel en action
Illustration du rover DuAxel en action sur la Lune. Le rover pourrait être téléguidé par les astronautes des missions Artemis pour faciliter les opérations d’assemblage du radiotélescope LCRT. Crédits: NASA/JPL

Une installation de haute voltige


Illustration du LCRT
Le Lunar Crater Radio Telescope vu depuis l’intérieur du cratère où il serait installé. Crédits: NASA

Schéma du LCRT
Schéma du LCRT. Crédits: NASA/JPL

En effet, pour concentrer les ondes radio, le LCRT utiliserait un treillis tendu de part et d’autre d’un cratère par des rovers DuAxel. Présentés lors du Journal De l’Espace numéro 57, ces robots sont composés de deux rovers autonomes (appelés Axels), maintenus connectés par un câble. Après s’être ancrés sur les bords d’un cratère, plusieurs Axels pourraient ainsi descendre le long des parois pour assembler l’antenne de l’observatoire lunaire.


Installation du radiotélescope LCRT
Les étapes de l’installation du radiotélescope LCRT. Crédits: NASA

Schéma du LCRT
Schéma du LCRT. Crédits: NASA/JPL

Artemis: le double tranchant


DuAxel en action
Illustration du rover DuAxel en action sur la Lune. Le rover pourrait être téléguidé par les astronautes des missions Artemis pour faciliter les opérations d’assemblage du radiotélescope LCRT. Crédits: NASA/JPL

Avec le développement du programme Artemis, il n’est pas exclu que des astronautes aident à assembler le LCRT, notamment en téléguidant les rovers DuAxel depuis l’orbite lunaire et la station Gateway. Cela dit, l’installation durable de l’Homme à la surface de la Lune pourrait aussi briser le silence radio qui règne sur sa face cachée, compromettant ainsi l’avenir des projets de radiotélescopes lunaires.

Pierre-Henri Le Besnerais


Illustration d'une base lunaire
En s’installant de manière permanente sur la Lune, l’Homme pourrait polluer l’environnement d’ondes radio, notamment sur la face cachée de la Lune encore à l’abri des émissions en provenance de la Terre.


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Illustration d'une base lunaire
En s’installant de manière permanente sur la Lune, l’Homme pourrait polluer l’environnement d’ondes radio, notamment sur la face cachée de la Lune encore à l’abri des émissions en provenance de la Terre.