Radiotélescope d'Arecibo

Radiotélescope d'Arecibo
Arecibo Radiotelescopio SJU 06 2019 7472.jpg
Vue aérienne du radiotélescope d'Arecibo en 2019.
Caractéristiques
Organisation
Code MPC
251
Opérateur
Directeur
William E. Gordon (en), Frank Drake, Gordon Pettengill, Tor Hagfors (en), Donald B. Campbell, Riccardo Giovanelli (en), Sixto González (en), Michael C. Nolan ()
Type
Construction
Ouverture
Fermeture
19 novembre 2020
Patrimonialité
Inscrit au NRHP ()
Altitude
498 m
Climat
Site
Lieu
Adresse
Coordonnées
18° 20′ 39″ N, 66° 45′ 10″ O
Site web

Le radiotélescope d’Arecibo est situé à Arecibo sur la côte nord de l’île de Porto Rico. Depuis , il est exploité par l’Université de Floride centrale en association avec Yang Enterprises et l'Université Ana G. Méndez de San Juan (Porto Rico) sous contrat de la National Science Foundation. Il avait précédemment été exploité par l’Université Cornell, de sa construction dans les années 60 jusqu'en 2011. L’observatoire fonctionne sous le nom de National Astronomy and Ionosphere Center (NAIC) même si les deux noms sont officiellement utilisés.

Il est jusqu'en 2016 le plus grand radiotélescope simple jamais construit, date à laquelle est mis en service le FAST chinois. Il collecte des données radioastronomiques, d'aéronomie terrestre et des données radar planétaires pour les scientifiques mondiaux. Son utilisation se fait après soumission de proposition à un comité indépendant. Même s'il est utilisé pour divers usages, il est utilisé principalement pour l'observation d'objets stellaires.

En , suite à deux ruptures de câbles ayant occasionné de nombreux dégâts, la National Science Foundation annonce le démantèlement du radiotélescope d’Arecibo après 57 ans de service.

Informations générales

Le télescope d'Arecibo se distingue par sa grande taille : le diamètre de l'antenne principale est de 305 mètres, construite à l'intérieur de la dépression laissée par un effondrement. Jusqu'à la mise en service du radiotélescope FAST en Chine, l'antenne était la plus grande antenne convergente incurvée du monde, ce qui lui donnait la plus grande capacité de collecte d'ondes électromagnétiques. La surface de l'antenne est faite de 38 778 panneaux d'aluminium perforés, chacun mesurant environ 1 m sur 2 m, supportés par un maillage de câbles en acier.

C'est une antenne sphérique (par opposition à antenne parabolique). Cette forme provient de la méthode utilisée pour pointer le télescope. L'antenne est fixe mais le récepteur se positionne en son point focal pour intercepter les signaux réfléchis des différentes directions par la surface sphérique. Le récepteur est situé sur une plateforme de 900 tonnes suspendue à 150 m au-dessus de l'antenne par 18 câbles à partir de trois tours en béton armé, une de 110 m de hauteur et deux autres de 80 m de haut (les sommets des trois tours sont au même niveau). La plateforme possède une voie tournante de 93 m de long, en forme d'arc, sur laquelle sont montés l'antenne de réception, les réflecteurs secondaires et tertiaires. Cela permet au télescope d'observer n'importe quelle région du ciel dans un cône de 40 degrés autour du zénith local (entre -1 et 38 degrés de déclinaison). La localisation de Porto Rico près de l'équateur permet à Arecibo d'observer toutes les planètes du système solaire pendant environ la moitié de leur orbite.

Conception et architecture

Détail de l'antenne.

La construction du télescope d'Arecibo a été initiée par le professeur William E. Gordon  de l'Université Cornell, qui avait l'intention de l'utiliser à l'origine pour étudier l'ionosphère de la Terre. Le télescope est construit à l'intérieur d'un gouffre karstique situé parmi les collines peuplées d'arbres au nord de Porto Rico[1],[2],[3]. À l'origine, un réflecteur parabolique fixe, pointant dans une direction fixe avec une tour de 150 m pour porter l'équipement au foyer. Cette conception aurait eu un intérêt très limité pour d'autres domaines potentiels de recherche, tels que la science planétaire et la radioastronomie, qui ont besoin de viser différentes positions dans le ciel et de suivre ces positions pendant une longue période, alors que la Terre est en rotation. Ward Low de la Advanced Research Projects Agency (ARPA), a fait remarquer ce point faible et a mis Gordon en contact avec le Air Force Cambridge Research Laboratory (AFCRL) à Boston (Massachusetts) où un groupe dirigé par Phil Blacksmith travaillait sur les réflecteurs sphériques et un autre groupe étudiait la propagation des ondes radio dans et à travers la haute atmosphère. L'Université Cornell a proposé le projet à l'ARPA l'été 1958 et un contrat a été signé entre l'AFCRL et l'Université en novembre 1959. La construction a commencé l'été 1960 et l'ouverture officielle a eu lieu le .

Le télescope a subi plusieurs modifications durant sa vie. La première grande modification a eu lieu en 1974 quand une surface haute précision a été ajoutée au réflecteur actuel. En 1997, un écran au sol a été installé autour du périmètre pour faire écran au rayonnement au sol et un transmetteur plus puissant a été installé.

En 2016, la mise en service en Chine du Télescope sphérique de cinq cents mètres d'ouverture de 500 m de diamètre le relègue en 2e position.

Le , les vents de l'ouragan Maria brisèrent une des antennes d'alimentation de 29 m du radiotélescope et sa chute de 150 m perfora en dessous, le fond concave servant à refléter et converger les signaux vers les antennes au-dessus, ce qui réduisit considérablement sa capacité à fonctionner jusqu'à ce que des réparations puissent être effectuées[4],[5].

Le , un des câbles auxiliaires soutenant une plateforme de l'observatoire situé au-dessus du radiotélescope s'est sectionné, provoquant une entaille de près de 30 mètres de long sur le réflecteur du télescope[6]. Le , un des câbles principaux s'est détaché provoquant de nouveaux dégâts sur le réflecteur, endommageant d'autres câbles dans sa chute et déstabilisant l'ensemble porteur[7],[8]. Après une inspection du site, la National Science Foundation (NSF) annonce[9],[10],[11] qu'il y a un risque imminent d’effondrement du radiotélescope, rendant périlleuse toute tentative de réparation. En conséquence, le radiotélescope est définitivement hors service et sera démantelé[12] à court terme.

Découvertes

Le télescope d'Arecibo a fait plusieurs découvertes importantes.

Le , peu après son inauguration, l'équipe de Gordon Pettengill l'utilise pour déterminer que la période de rotation de la planète Mercure n'était pas de 88 jours, comme ce qui est pensé, mais de seulement 59 jours.

En , l'observatoire fait une image d'un astéroïde pour la première fois dans l'histoire : l'astéroïde (4769) Castalia.

L'année suivante, l'astronome polonais Aleksander Wolszczan fait la découverte du pulsar PSR B1257+12, suivie en 1992 par celle de ses deux planètes en orbite[13].

Utilisation

Le télescope a également eu des utilisations militaires de renseignement, par exemple pour localiser les installations de radar soviétiques, en détectant leurs signaux rebondissant sur la Lune.

Arecibo est la source de données pour le projet SETI@home proposé par le laboratoire de sciences spatiales de l'Université de Berkeley.

En 1974, une tentative est faite pour envoyer un message vers d'autres mondes. Un message de 1 679 bits est transmis à partir du radiotélescope vers l'amas globulaire M13, qui se trouve à environ 25 000 années-lumière. Le modèle de 1 et 0 définit une image bitmap de 23 pixels par 73 qui inclut des nombres, des formules chimiques et les images brutes d'un homme et du télescope lui-même.

Du 3 au , l'observatoire est utilisé pour observer l'astéroïde (29075) 1950 DA, considéré comme étant l'objet le plus proche de la Terre.

Dans la culture populaire

Le télescope sert de décor aux scènes finales du film de James Bond GoldenEye.

Dans l'épisode de X-Files intitulé Les Petits Hommes verts, Fox Mulder est envoyé à l'observatoire d'Arecibo par un sénateur des États-Unis parce qu'ils ont été en contact avec une vie extraterrestre. L'observatoire devait être détruit par un groupe d'agents du gouvernement pour empêcher que le public découvre la vérité.

Il est apparu également dans les films Contact, The Arrival, The Losers et La Mutante 1.

Dans le jeu vidéo GoldenEye 007 sur Nintendo 64, la mission finale « Cradle » se déroule suspendu au-dessus du télescope.

Dans le jeu de rôle COPS, dont l'action se passe entre 2030 et 2035, le télescope d'Ibanez au Mexique reçoit, le , un message en provenance d'une vie extraterrestre en réponse au message d'Arecibo.

Le site d’Arecibo a également servi de lieu de tournage de la série Covert Affairs (saison 3 – épisode 7). Pour les besoins du scénario, l’action est censée se dérouler à Cuba. Le radiotélescope sert d’ancienne station d’espionnage du KGB désaffectée et qui a été renommé pour l’occasion « Lourdès ».

En 2001, l'American Society of Mechanical Engineers a classé le radiotélescope comme Historic Mechanical Engineering Landmark [14].

Notes et références

  1. « Observatoire d'Arecibo », sur westjet.com (consulté le 27 novembre 2019)
  2. « Des astronomes ont détecté 'd'étranges signaux' qui pourraient venir d'une étoile à 11 années-lumière de nous », sur businessinsider.fr, (consulté le 27 novembre 2019)
  3. Pascal Fechner, « Les astronomes demandent aux enfants de les aider à contacter des extraterrestres », sur mufonfrance.com, (consulté le 27 novembre 2019)
  4. (en) Nadia Drake, « Hurricane Damages Giant Radio Telescope—Why It Matters », National Geographic,‎ (lire en ligne, consulté le 5 octobre 2017)
  5. (en) Sarah Kaplan, « Arecibo Observatory, Puerto Rico’s famous telescope, is battered by Hurricane Maria », The Washington Post,‎ (lire en ligne, consulté le 5 octobre 2017).
  6. (en-US) « Arecibo radio telescope damaged by cable break – Astronomy Now » (consulté le 11 août 2020)
  7. (en-US) « Arecibo Observatory suffers additional damage from second cable failure – Astronomy Now » (consulté le 9 novembre 2020)
  8. « Un radiotélescope américain, essentiel à l’astronomie, menace de s’effondrer », Le Monde.fr,‎ (lire en ligne, consulté le 18 novembre 2020)
  9. (en) Meghan Bartels, « Arecibo radio telescope, an icon of astronomy, is lost. », (consulté le 19 novembre 2020)
  10. Le Monde avec AFP, « Le télescope géant d’Arecibo va être démoli, un coup dur pour l’astronomie mondiale. », sur Le Monde, (consulté le 20 novembre 2020)
  11. (en) NSF, « NSF begins planning for decommissioning of Arecibo Observatory’s 305-meter telescope due to safety concerns », (consulté le 20 novembre 2020)
  12. Éric Bottlaender, « Fragilisé et mis à l'arrêt, l'iconique radiotélescope d'Arecibo sera détruit », sur Clubic.com,
  13. (en) A. Wolszczan et D. A. Frail, « A planetary system around the millisecond pulsar PSR 1257 + 12 », Nature, vol. 353,‎ , p. 145-147.
  14. (en) « Arecibo Observatory », American Society of Mechanical Engineers,

Annexes

Articles connexes

Liens externes