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Montée des super télescopes: le très grand télescope

Astronomie : Montée des super télescopes: le très grand télescope

Nous, êtres humains, avons une faim insatiable pour comprendre l'univers. Comme l'a dit Carl Sagan, «Comprendre, c'est de l'extase». Mais pour comprendre l'Univers, nous avons besoin de mieux en mieux pour l'observer. Et cela signifie une chose: de grands, d’énormes, d’énormes télescopes.

Dans cette série, nous allons examiner 6 des super télescopes du monde:

  • Le télescope géant de Magellan
  • Le très grand télescope
  • Le télescope de 30 mètres
  • Le très grand télescope européen
  • Le grand télescope topographique synoptique
  • Le télescope spatial James Webb
  • Le télescope levé infrarouge à champ large

Le très grand télescope

Le télescope immensément grand (OWL) était un télescope gigantesque proposé par l'observatoire européen austral (ESO). La OWL allait être une monstruosité de 100 mètres, ce qui pourrait tout gâcher en opération à l'époque. Malheureusement, OWL a finalement été annulé.

Pour le moment, en tout cas.

Au moment où OWL a été proposé pour la première fois - à la fin des années 90 - des études scientifiques ont montré que de vastes télescopes seraient nécessaires pour faire progresser nos connaissances. OWL a promis de nous aider à percer le mystère de la matière noire, à regarder dans le passé pour assister à la naissance des premières étoiles et galaxies et à imager directement les atmosphères des exoplanètes. Il est facile de voir pourquoi les gens étaient excités par OWL.

Cette image simule le pouvoir de résolution accru du langage OWL par rapport à ses contemporains. Image: Division des systèmes de télescope de l'ESO

En 2005, l’étude OWL était terminée et examinée par un groupe d’experts. À ce moment-là, le concept a été validé comme un moyen rentable de construire un télescope extrêmement grand (ELT). Cependant, alors que les roues continuaient de tourner et qu’un prix de 1, 5 milliard d’euros lui était associé, l’ESO a reculé.

La conception de OWL prévoyait un miroir de 100 mètres de diamètre, constitué de 3264 segments. Il aurait eu une capacité de collecte de lumière inégalée et la capacité de résoudre les détails jusqu'à un millième d'arc. (Une millième de seconde d'arc a à peu près la taille d'un sou, placée au sommet de la tour Eiffel et vue de New York). C'est pour le moins impressionnant. Et OWL aurait fonctionné à la fois en lumière visible et en infrarouge.

Tout dans la conception d’OWL était modulaire, afin de réduire les coûts. Image: Division des systèmes de télescope de l'ESO

Le problème avec OWL était le coût, pas la faisabilité de la conception. Les ingénieurs pensent toujours que la conception est réalisable. En fait, la construction des miroirs était assez bien comprise et la partie la plus difficile du langage OWL était l'optique adaptative requise.

Les grands télescopes doivent être constamment ajustés pour produire des images nettes. Cela nécessite une optique adaptative. L'optique adaptative requise pour OWL aurait poussé la technologie de pointe à l'époque.

L'optique adaptative est une méthode permettant de surmonter les distorsions qui affectent la lumière lors de son passage dans l'atmosphère de la Terre. Pour les télescopes extrêmement sensibles comme l'OWL, l'atmosphère de la Terre est problématique. Les photons provenant des confins de l’univers lointain peuvent être brouillés par l’atmosphère à l’approche du télescope. Les télescopes sont construits sur les sommets des montagnes pour réduire la quantité d'atmosphère que les photons doivent traverser, mais cela ne suffit pas.

Cette vidéo explique le fonctionnement de l'optique adaptative et comment il a aidé le télescope Keck à faire de nouvelles découvertes.

Les segments du miroir d'OWL devraient être alignés sur une fraction de la longueur d'onde (0, 0005 mm pour la lumière visible) pour que le télescope puisse produire de bonnes images. L’optique adaptative d’OWL aurait pu y parvenir en ajustant rapidement chacun des 3264 segments d’OWL, parfois plusieurs fois par seconde.

La conception d'OWL appelle à la modularité ou à la "fabrication en série, industrielle" de blocs de construction identiques afin de réduire les coûts. La fabrication de télescopes extrêmement grands est coûteuse, mais les coûts de transport le sont aussi. Tous les composants doivent être construits dans des centres d'ingénierie et de fabrication, puis expédiés et assemblés sur des cimes assez éloignées. Les composants d’OWL ont été conçus pour être expédiés dans des conteneurs standard, ce qui simplifie cet aspect de la construction.

Ce graphique montre les tailles des télescopes du monde superposés sur le OWL. Par Cmglee Propre workiLe code source de ce SVG est valide., CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=33613161

En fait, OWL aurait pu commencer à fonctionner avant que tous ses miroirs soient en place et aurait gagné en puissance à mesure que davantage de segments de miroirs ont été construits et intégrés. (D'autres télescopes, comme le télescope géant Magellan (GMT), seront opérationnels avant que tous les miroirs ne soient installés.)

En fin de compte, le coût de OWL est devenu trop élevé et le projet a été annulé. L’ESO est ensuite passé au télescope européen extrêmement grand de 39, 3 mètres. Mais tout le travail effectué sur la conception de OWL n'a pas été perdu.

L'impression de l'artiste montre le télescope européen extrêmement grand (E-ELT) dans son boîtier. L'E-ELT sera un télescope optique et infrarouge à ouverture de 39 mètres situé à Cerro Armazones dans le désert d'Atacama au Chili, à 20 km du très grand télescope de l'ESO sur Cerro Paranal, visible à l'horizon gauche. La conception de l'E-ELT présentée ici est préliminaire. ESO / L. Calçada

Tout ce que nous apprenons sur la conception des télescopes se répercute sur notre prochaine génération de télescopes. Cela est vrai que des modèles comme OWL soient construits ou non. Nous continuerons simplement à bâtir sur notre succès et à construire des télescopes plus grands et plus puissants.

L'optique adaptative requise par OWL constituait un défi. Mais d’énormes progrès ont été réalisés sur ce front. Et dans le sens des choses, les coûts de fabrication ont probablement aussi baissé.

OWL lui-même peut ne jamais être construit, mais d'autres domaines sont en cours de réalisation. Des télescopes tels que le télescope spatial James Webb, le télescope géant Magellan et le très grand télescope européen offrent la même promesse qu'OWL.

Et à la fin, les contributions de ceux-ci et d’autres pourraient dépasser celles promises par OWL.

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