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Un radiotélescope grand comme la Terre

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Fonctionnant en temps réel, des radiotélescopes australiens, européens et chinois ont formé pendant le temps de l'expérience le plus grand radiotélescope du monde, grand comme la planète. C'est la première fois que des instruments aussi distants sont ainsi connectés par interférométrie.

Le radiotélescope australien Mopra, qui a prêté son antenne pour l’expérience d’interférométrie. © Shaun Amy

« Le diamètre de la Terre est de 12 750 kilomètres et la distance - en ligne droite - séparant les deux radiotélescopes les plus éloignés était de 12 304 kilomètres. »  Tasso Tzioumis, responsable côté australien, explique avec enthousiasme qu'on ne peut pas réaliser de plus grand radiotélescope sur Terre. C'était le 28 août dernier, quand sept instruments, en Australie, en Chine et en Europe ont été reliés par des connexions à 256 Mbits/s afin de fonctionner simultanément comme s'il s'agissait d'un seul instrument de plus 12 000 kilomètres de diamètre.

L'objet pointé était le quasar 3C273, une célébrité de la constellation de la Vierge qui a permis en 1961 de comprendre la nature de ces astres extraordinairement puissants. Le but de l'observation n'était donc pas de partir à la découverte de l'inconnu mais de mettre au point la technique de mise en réseau en temps réel des radiotélescopes, autrement dit de l'interférométrie à l'échelle planétaire. L'expérience a eu lieu à l'occasion de réunion de l'Apan (Asia-Pacific Advanced Network), qui a rassemblé les spécialistes mondiaux de l'utilisation des réseaux à Xi'An, en Chine.

Haut débit indispensable

Le principe est connu depuis longtemps. En optique, on sait regrouper plusieurs télescopes d'un même observatoire pour simuler un instrument plus grand après analyse des images par un ordinateur puissant. En radio, on procède de la même manière. Mais jusque-là, la VLBI (very long baseline interferometry) ne fonctionnait pas en direct. Les radioastronomes effectuaient leurs mesures en notant précisément l'heure (à l'aide d'horloges atomiques) et enregistraient le tout sur bande magnétique ou sur disque, qu'il fallait alors acheminer vers un centre de calcul.

L'apparition de connexions à haut débit sur de grandes distances a permis de passer à l'étape suivante : le e-VLBI, où les instruments envoient en temps réel leurs données au centre de calcul. Mais ce procédé n'est permis que là où l'on dispose d'une ligne suffisamment rapide. C'est le cas notamment au sein de l'Europe, qui dispose du réseau Géant-2 et d'un centre de calcul en Hollande, au Jive (Joint Institute for Very Long Baseline Interferometry in Europe).

En tout, huit radiotélescopes (cinq européens, deux australiens et un chinois) peuvent actuellement fonctionner ensemble. © Paul Boven/Jive

Traverser les océans, la Sibérie et les opérateurs réseaux

Mais l'Europe est trop petite pour les radioastronomes ! Il serait préférable de travailler de la même manière avec des instruments installés très loin, le plus loin possible. D'autres régions du monde, des réseaux existent déjà. Pourquoi ne pas les connecter entre eux ? C'est l'idée du projet Expres (Express Production Real-time e-VLBI Service). Dans cette expérience, il s'agissait d'utiliser le réseau australien et, pour la première fois, le réseau chinois auquel est connecté le radiotélescope Sheshan, près de Shanghai, dont la connexion avec l'Europe traverse la Sibérie.

« C'est une réussite extraordinaire, affirme Huib van Langevelde, directeur du Jive. Quand nous avons démarré le projet e-VLBI, nous nous demandions s'il serait un jour possible de connecter des télescopes si éloignés les uns des autres, à cause des océans à traverser mais aussi à cause du nombre d'opérateurs réseaux... »

L'expérience n'en est qu'à ses débuts. Bientôt suivront les instruments de Puerto Rico et du Chili. Le projet Expres prévoit ensuite, pour 2008, une série de seize connexions à 1 Gbit/s entre le Jive et des instruments en Asie, aux Etats-Unis, en Afrique du Sud et en Amérique du sud. De quoi tisser un radiotélescope sur la Terre entière...

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