L’astronomie a un bel avenir.
L’univers est révélé avec des détails exquis grâce à la génération actuelle de grands télescopes optiques, remontant jusqu’à proche du big bang. Il y a de l’espoir que les mystères de matière noire et énergie noire sera résolu. Des milliers de exoplanètes ont été découvertes, et les astronomes pourraient se rapprocher de la première détection de vie au-delà de la Terre.
Cependant, les observations à la frontière cosmique impliquent des cibles extrêmement faibles et les astronomes sont toujours avides de lumière. Afin de continuer à scruter plus loin les confins inconnus de l’univers, la prochaine génération de télescopes géants au sol et en orbite coûtera chacun des milliards de dollars. Ce prix à payer conduit à une collision entre les aspirations scientifiques et les réalités budgétaires.
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Le coût du grand verre
Pendant la majeure partie de l’histoire de l’astronomie jusqu’en 1980, il y a eu une approximation mise à l’échelle du coût du télescope avec le diamètre du miroir, où le coût était égal au diamètre du télescope multiplié par la puissance 2,8. Cela signifiait que si la taille doublait, le coût était multiplié par sept – et si la taille triplait, le coût était multiplié par vingt-deux. Beaucoup de gens doutaient qu’un télescope plus grand que le Palomar 5 mètres serait jamais construit.
Cependant, au cours des quatre dernières décennies, les coûts des télescopes ont augmenté à un rythme moindre avec leur taille, brisant ainsi la courbe de coûts précédente. Le nouveautés qui ont conduit à ce changement étaient des miroirs plus fins et plus légers, la pratique consistant à créer une grande zone de collecte à partir d’une mosaïque de miroirs plus petits, en utilisant optique rapide pour permettre des conceptions de télescopes plus compactes et réduire la taille des enceintes de télescope. Grâce à ces innovations, seize télescopes d’un diamètre compris entre 6 et 12 mètres ont été construits entre 1993 et 2006.
La quête de télescopes gigantesques
La prochaine génération de télescopes extrêmement grands aura une puissance de collecte de lumière 100 fois supérieure et une qualité d’image 10 fois supérieure à celle du télescope spatial Hubble. Mais ils se heurtent à de sérieux problèmes de financement. Il existe deux projets dirigés par les États-Unis avec des partenaires internationaux. Le Télescope de trente mètres (TMT) utilise une conception avec 492 segments de miroir. Il fait face à des vents contraires de la part de l’opposition de Hawaïens natifs à la construction d’un autre grand télescope sur le Mauna Kea, qu’ils considèrent comme un site sacré. Un autre projet, le Télescope géant Magellan (GMT), combine sept miroirs de 8,4 mètres pour créer une ouverture effective de 25 mètres.
Le projet TMT est au point mort alors qu’il négocie un moyen de commencer la construction à Hawaï. Le GMT et un autre grand télescope en construction au Chili, le Observatoire Rubin, sont confrontés à des coûts croissants. La pandémie, l’inflation et les problèmes de chaîne d’approvisionnement sont à blâmer. TMT et GMT coûteront chacun environ 3 milliards de dollars. Tous deux bénéficient d’un soutien philanthropique, mais ils comptent également sur financement fédéral. Pendant un certain temps, la National Science Foundation (NSF) a soutenu les deux projets. Mais récemment, le Conseil national des sciences a fixé un plafond de 1,6 milliard de dollars au soutien fédéral aux grands télescopes et a donné à la NSF jusqu’en mai pour décider quel projet soutenir. Un grand télescope sera laissé de côté dans le froid.
Pendant ce temps, les Européens sont plutôt tranquilles. Le Télescope extrêmement grand (ELT) est un troisième télescope gigantesque, actuellement en construction au Chili. L’ELT n’est pas confronté à des obstacles financiers puisqu’il est construit par le Observatoire européen austral, qui est financé par un traité intergouvernemental. Avec 39 mètres de diamètre, l’ELT est le plus grand des trois télescopes, et il sera terminé en premieren 2028.
Le télescope qui a mangé l’astronomie
Les télescopes spatiaux coûtent un mille fois plus par kilogramme que les télescopes au sol, mais ils valent leur prix élevé. Ces télescopes bénéficient de l’obscurité totale d’un environnement spatial, et de nombreuses formes de rayonnement qu’ils peuvent observer, telles que les rayons gamma, la lumière ultraviolette et le rayonnement infrarouge, ne peuvent pas pénétrer dans l’atmosphère terrestre pour atteindre les télescopes au sol.
L’un de ces instruments, le télescope spatial Hubble, a réalisé un coût total de 16 milliards de dollars depuis que le Congrès américain a approuvé sa mission en 1977. Un autre, le télescope James Webb de la NASA, a connu des retards et des défis techniques, et son budget a grimpé à 5 milliards de dollars. Son prix lui a valu le surnom de «le télescope qui a mangé l’astronomie» – et c’était en 2010. Au moment de son lancement en 2021, le étiquette de prix avait doublé pour atteindre 10 milliards de dollars.
La NASA a d’autres missions passionnantes en préparation. Le Télescope spatial romainavec un miroir de 2,4 mètres mais un champ de vision cent fois supérieur à celui de Hubble, coûtera probablement plus 3 milliards de dollarset le Observatoire des Mondes Habitablesconçu pour « renifler » l’atmosphère des planètes semblables à la Terre à la recherche de traces de biologie, arrivera vers 11 milliards de dollars.
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Ces missions de télescopes spatiaux prennent une grosse bouchée d’un Budget de la NASA ça a été en déclin depuis vingt ans. Tout comme c’est le cas avec les plafonds budgétaires de la NSF, les grands projets d’investissement laissent moins d’argent à consacrer à d’autres formes de recherche. Mais le secteur privé pourrait venir à la rescousse. Le vaisseau spatial de SpaceX pourrait être utilisé pour lancer un miroir de 6,5 mètres en une seule pièce, évitant ainsi les miroirs pliants compliqués et coûteux utilisés par JSWT. Les mêmes innovations utilisées avec les télescopes au sol pourraient réduire le coût de télescopes dans l’espace.
Alors qu’ils font face aux coûts liés à la visualisation de l’univers lointain et retour de roches d’une planète voisine, les astronomes et les planétologues sont ramenés sur Terre avec un choc. Bien que cela semble être un âge d’or pour l’astronomie, l’éclat est atténué par le coût de tout cet or et les difficiles compromis qui doivent être faits en période d’austérité budgétaire.
