La NASA fait avancer son projet de télescope dans l’infrarouge lointain vers la phase de conception

La NASA a fait passer le projet d’exploration de l’infrarouge lointain pour l’astrophysique, ou PRIMA, à la phase préliminaire de conception et de développement technologique, rapprochant ainsi l’observatoire spatial d’une éventuelle construction et d’un lancement.

Le site d’information de l’Université de Toledo a rapporté que la mission pourrait passer à la phase de mise en œuvre avec un budget limité à 1,2 milliard de dollars, hors frais de lancement et autres coûts extérieurs au projet lui-même. La NASA vise un lancement en 2033, même si l’observatoire doit d’abord franchir les prochaines étapes de développement et obtenir la confirmation qu’il est prêt à être construit.

L’astronome de l’Université de Toledo J.D. Smith est co-investigateur de la mission. Smith est professeur d’astronomie et dirige le Ritter Astrophysical Research Center de l’université. Il a également contribué à établir le dossier scientifique de PRIMA au sein d’une équipe internationale d’environ 25 astronomes.

Une plage manquante de la lumière cosmique

PRIMA serait un télescope de 5,9 pieds conçu pour observer les longueurs d’onde de l’infrarouge lointain. Cette portion du spectre électromagnétique se situe entre les plages étudiées par de nombreux observatoires radio et infrarouges, notamment le télescope spatial James Webb.

Les observations dans l’infrarouge lointain peuvent révéler des matériaux et des processus difficiles à détecter à d’autres longueurs d’onde. La mission doit étudier la manière dont les atmosphères planétaires apparaissent, dont les étoiles et les trous noirs s’influencent mutuellement, ainsi que la façon dont les galaxies accumulent poussière et éléments lourds au cours de l’histoire cosmique.

L’observatoire examinerait également des questions liées à l’origine de l’eau sur Terre. La responsable scientifique de la NASA, Nicky Fox, a décrit PRIMA comme une nouvelle façon d’explorer l’Univers à travers le temps, de la formation des planètes et des étoiles à la croissance des trous noirs.

La mission serait le premier membre d’une nouvelle catégorie de projets d’astrophysique identifiée par l’étude décennale 2020 des National Academies of Sciences, Engineering and Medicine. Cette étude contribue à définir les priorités de l’astronomie et des sciences spatiales américaines, ce qui donne à l’avancement de PRIMA une importance qui dépasse la mission elle-même.

Dans la continuité des observatoires précédents

Les recherches de Smith portent sur la matière interstellaire et sur ce qu’elle peut révéler du développement des galaxies. Il a participé à la planification scientifique sollicitée et examinée par la NASA avant que le projet n’atteigne sa phase actuelle.

Son rôle au sein de l’équipe internationale comprenait la codirection d’un programme consacré à l’apparition des éléments lourds, notamment les nanoparticules d’azote, d’oxygène et de carbone. Le groupe a commencé ses travaux en 2022. En mai, ses membres et d’autres participants ont passé une semaine intensive au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à présenter les objectifs scientifiques de la mission et à évaluer si la technologie proposée pouvait les soutenir. Le laboratoire devrait gérer PRIMA pour la NASA.

Le projet s’appuie sur l’expérience acquise avec l’observatoire spatial Herschel et le télescope spatial Spitzer, deux observatoires antérieurs qui ont fourni depuis l’espace des observations dans l’infrarouge lointain ou dans des longueurs d’onde apparentées. Herschel et Spitzer ne sont plus en activité, ayant été mis hors service respectivement en 2013 et en 2020. Smith a travaillé sur ces deux projets plus tôt dans sa carrière.

Il est techniquement difficile d’observer dans l’infrarouge lointain, en particulier lorsque les scientifiques tentent d’étudier des objets issus des époques les plus anciennes de l’Univers. Selon le compte rendu de l’Université de Toledo, les progrès technologiques réalisés depuis les missions précédentes pourraient permettre à PRIMA d’explorer cette région avec des capacités accrues.

Des possibilités de participation élargie

PRIMA ne serait pas réservé aux chercheurs qui ont contribué à sa proposition. La majeure partie de sa mission prévue de cinq ans serait accessible dans le cadre d’un programme d’observateurs généraux. Les astronomes soumettraient des propositions de temps d’observation, les sélections étant effectuées au terme d’un processus compétitif similaire à celui utilisé pour le télescope spatial James Webb.

Cette structure pourrait donner aux chercheurs sans rôle officiel dans la mission accès à ses instruments et à ses données. Elle pourrait également créer des possibilités pour les étudiants et les enseignants-chercheurs de l’Université de Toledo, où les astronomes ont déjà obtenu un nombre notable de programmes d’observation avec Webb.

Depuis que Webb a commencé à fonctionner fin 2021, cinq enseignants-chercheurs de l’Université de Toledo et trois étudiants diplômés ont dirigé 12 programmes d’observation sur le télescope infrarouge. Smith s’attend à ce que PRIMA offre une autre voie vers la recherche sur l’évolution des galaxies, un domaine représenté parmi les astronomes de l’université.

Pour l’instant, le projet reste engagé sur la voie d’une décision concernant sa mise en œuvre, et non d’une mission spatiale confirmée. S’il franchit cette étape et reste dans les limites de son budget et de son calendrier proposés, PRIMA pourrait offrir aux scientifiques une nouvelle vision de la poussière, des éléments et des processus physiques qui ont façonné les planètes, les étoiles et les galaxies.