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Alma, le plus grand radiotélescope du monde, prend forme

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Lorsqu’il sera achevé, Alma sera constitué de 66 antennes : 54 antennes de 12 mètres fournies par l’Europe (25 et une option de 7 antennes supplémentaires), les Etats-Unis (25 et une option de 7 antennes supplémentaires) et le Japon (4) qui fournira également 12 antennes de 7 mètres. Crédits Alma / ESO / NRAO / NAOJ

Alors que les premières antennes Alma sont en cours d'installation au Chili, Michel Apers, le responsable du projet pour Thales Alenia Space, répond aux questions de Futura-Sciences et fait le point sur l'état d'avancement de ce projet international.

Lorsqu'il sera construit, l'ensemble des antennes Alma formera le plus grand radiotélescope du monde dans les longueurs d'onde millimétriques et submillimétriques. Elles fonctionneront en réseau « comme une seule en utilisant le mode interférométrique », explique Michel Apers, le responsable du projet chez Thales Alenia Space. Avec une surface totale du réseau d'observation supérieure à 7.000 m², elles fourniront une résolution spatiale « dix fois supérieure à celle du télescope spatial Hubble».

Les antennes d'Alma sont en cours d'installation dans le désert chilien d'Atacama à une altitude de 5.100 mètres. « C'est un des endroits les plus arides sur Terre » et une des régions terrestres « les plus propices à l'observation de l'Univers fossile ». Alors que le rayonnement submillimétrique étant fortement absorbé par la vapeur d'eau présente dans l'atmosphère, ce site désertique « présente des conditions uniques de transparence et de stabilité ».

La réalisation des 25 antennes européennes a été confiée à un consortium européen, dont Thales Alenia Space (TAS) assure le maîtrise d'œuvre. La partie supérieure de l'antenne « fabriquée en fibre de carbone à haute rigidité intrinsèque, point singulier du concept européen ». TAS est « en charge de la conception, la fabrication, le transport et l'intégration sur place des 25 antennes » dont la livraison est planifiée« pour la fin 2012, au rythme d'une antenne et demie chaque mois ».

Travaux d'installation des panneaux de la parabole d'une antenne. © Thales Alenia Space

La principale difficulté pour TAS est de « s'assurer que les spécifications des antennes sont bien respectées » avant de les confier à la Communauté scientifique pour une utilisation opérationnelle Alma. Il s'agit là d'un « challenge technologique, logistique et humain ».

Défi technologique car l'objectif est d'atteindre une résolution « de 0,005 seconde d'arc» (l'angle ouvert par une balle de golf observée à 15 kilomètres de distance !) en couplant les signaux fournis par toutes les antennes selon le principe de l'interférométrie. Pour l'atteindre, la surface réfléchissante des antennes « ne doit pas comporter de défaut supérieur à 25 micromètres (l'épaisseur d'un cheveu humain) et la précision de pointage doit être de 0,6 seconde d'arc». Enfin, elles doivent être capables de se déplacer « sur des distances allant de 150 mètres à 16 kilomètres », donnant à Alma une formidable capacité de reconfiguration suivant le type d'observation voulu. « La qualité de l'assemblage et celle du montage sont primordiales » explique Michel Apers. L'assemblage des antennes se fait au micron près, « à la limite des capacités de mesure de nos instruments ».

Antenne Alma en cours d'assemblage final. © Thales Alenia Space

Défi logistique et humain car le site d'Alma se situe sur le plateau chilien de Chajnantor, perdu au milieu de nulle part dans une région désertique au nord du Chili « qui exige de faire fonctionner un observatoire de pointe dans des conditions extrêmes ». Site idéal sur le plan astronomique, il l'est « beaucoup moins pour les hommes et le matériel ». « L'organisation du travail prend en compte ces contraintes » et doit aider les hommes et le matériel à supporter cet environnement agressif :« un flux solaire important, des vents violents générant un milieu poussiéreux et des gradients de température allant de +20 à -20 degrés Celsius».

Vue générale de la base vie à l'OSF (Operations Support Facility) situé à 2.900 mètres. © Thales Alenia Space

Bien que maître d'œuvre et fournisseur du radiotélescope prototype d'Alma (installé à Socorro, New Mexico, Etats-Unis), Thales Alenia Space n'était pas attendu sur ce genre de projet, l'entreprise étant surtout reconnue dans le domaine de la construction de satellites et d'infrastructures orbitales (elle fournit par exemple plus de 50% des éléments pressurisés de l'ISS, c'est-à-dire des modules habitables). Avec ce projet, « nous visons d'autres grands projets institutionnels ou privés tel que le futur très grand télescope de 42 m ou ceux envisagés au Brésil ou au pôle nord ».

Astronomie millimétrique et submillimétrique

Le domaine submillimétrique correspond à l'émission des objets froids de l'Univers, c'est-à-dire les régions de formation d'étoiles où les températures avoisinent 10 à 15 kelvins (soit autour de -260°C), et le rayonnement cosmologique, dont la température de 2,73 kelvins est bien connue depuis les mesures du satellite Cobe.

L'astronomie dans ces longueurs d'onde fournit des informations pertinentes pour l'étude de la chimie atmosphérique (Terre, planètes), l'astrochimie (nuages moléculaires, formation des étoiles, étude des galaxies, des comètes) et la cosmologie. Ce type d'observation permet d'affiner nos connaissances sur la première génération des galaxies formées dans l'Univers et les processus de formation des étoiles et des planètes.

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