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Télescopes et satellites, comprendre l’univers

par | Juil 12, 2017 | Sciences | 2 commentaires

Quand on voue sa carrière à transmettre la curiosité et la connaissance, qu’elle soit scientifique, culturelle ou littéraire, on entend ou lit régulièrement des esprits dont la curiosité est en berne affirmer que “tout ça, c’est bien beau mais ça ne fait manger personne, c’est bon pour ceux qui en ont les moyens”. J’avoue que ce genre de réflexion me fait bondir. Sans curiosité et sans connaissances ni recherches, l’être humain n’aurait ni abri ni rien de ce que nous pouvons faire aujourd’hui, entretenir et nourrir cette faculté et ses connaissances pour en découvrir de nouvelles n’est ni futile, ni un privilège lié à une aisance financière, c’est un cliché qui dessert chacun de nous. La curiosité est un trait inhérent à l’humanité, si on la musèle, ou l’étouffe, qu’est-ce qui nous définit en tant qu’individu et comme espèce ? Evidemment, me direz-vous, on ne pense pas chaque matin au lever à notre identité humaine ou vivante et pensante dans l’univers (encore que… ;-)). Cependant, que nous y pensions ou non n’y change rien.

Levez un peu les yeux vers le ciel, les nuages, et observez la force du vent qui parvient peut-être jusqu’à effleurer votre peau, frais, tiède, ou chaud, vous sentez un élément que vous ne voyez pas, pourtant il est bien réel, n’est-ce pas ? Maintenant, imaginons si ce n’est pas le cas, que ce que nous appelons la nuit vous enveloppe et permette d’observer notre bonne vieille Voie Lactée, les étoiles, et quelques planètes de notre système solaire. Sentez-vous comme moi cette étrange sensation qui chatouille l’esprit et le corps ? Plongeons un peu à l’intérieur, vous voulez bien ? Je vous propose aujourd’hui un voyage sur la Terre et dans l’espace, et même si vous ne partez pas encore en vacances, cette excursion devrait vous plaire.

Pourquoi observer l’espace ? Et comment ?

Le ciel de nos origines

Depuis l’aube de l’humanité, l’être humain est fasciné par les étoiles. Au pied des Alpes, dans le parc national du Mercantour, tout près des rives de la Méditerranée, dans ce qu’on nomme la Vallée des Merveilles, sur le Mont Bego, deux des nombreuses (plus de 40 000) fresques murales dépeignent déjà les Pléiades, au milieu de scènes de la vie courante, il y a 5800 à 3800 ans. Les préhistoriens comme les astronomes ne savent pas encore avec certitude quel usage était fait de ces représentations, mais elles figurent parmi les plus anciens vestiges trouvés sur Terre, à peu près à la même époque que les hiéroglyphes égyptiens de la Vallée du Nil, ou les inscriptions cunéiformes de la région de Sumer, toutes trois dans le pourtour méditerranéen.

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© Hubble /NASA/ESA/AURA/Caltech The Pleiades m45

On ne sait pas si les civilisations de cette époque ont partagé des connaissances, nous pouvons par contre constater que lever les yeux vers les astres n’est pas une préoccupation nouvelle, mais une constante qui traverse les cultures humaines. Et transmettre ces connaissances traverse également les âges. De fait, une civilisation n’existe pas seulement au présent, mais autant par ce qu’elle a reçu des générations passées, et ce qu’elle souhaite offrir aux générations futures.

Comment observe-t-on l’espace aujourd’hui ?

Aujourd’hui les moyens dont nous disposons ne permettent qu’à peine d’entrevoir l’immensité des possibilités pour observer l’univers. Télescopes et sondes envoyées dans l’espaces n’en sont qu’à leurs balbutiements, évoluant au fil des innovations technologiques et des découvertes scientifiques. Nos chercheurs et techniciens (au sens ceux de toute la planète, sans distinction de frontières ou autres) affinent leurs savoir-faire depuis des générations, ne restant jamais sur leurs acquis, continuant à se poser les questions qui peuvent faire avancer. La recherche n’est jamais linéaire : C’est une montagne de travail, d’erreurs et de remises en questions, les découvertes ne sont que le sommet de l’iceberg qui reste à la postérité, pourtant, bien souvent, le cheminement est le plus intéressant et mériterait d’être étudié par les jeunes esprits, peut-être plus constructif que l’étude des guerres, mais c’est un autre sujet.

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© NASA Earth Observatory Mer Noire

Les télescopes terrestres permettent une étude locale du “ciel” à un moment T, la nuit, surtout, car la lumière solaire gêne évidemment pour observer celle des autres astres, sans parler d’observer des planètes (elles n’émettent aucune lumière et sont observables seulement grâce à leur réflexion de la lumière, celle de notre soleil).

Les télescopes géants

Ils commencent à voir le jour sur notre planète, et comme leur nom l’indique, ils sont plutôt… démesurés.

Les autorités chinoises veulent mettre les bouchées doubles pour faire progresser leur pays en terme d’astronomie et même affiche son intention de détecter la vie extra-terrestre. La Chine a mis en fonctionnement son télescope géant à l’automne 2016, avec un fort déploiement de précautions aux abords de la zone du Five-hundred-metre Aperture Spherical Radio Telescope (FAST). Un article du Huffington Post évoque le FAST: Le plus grand télescope du monde est entré en service (et espère trouver des extraterrestres).

Le futur télescope géant américain Thirty Meter Telescope (TMT) encaisse contretemps et déboires quant à son emplacement, et il n’a toujours pas trouvé de lieu adapté à ce jour, alors que sa construction est censée commencer au printemps 2018.

Le Télescope Géant Magellan (GMT) est lui déjà en construction, sa livraison est prévue pour 2020, et il a trouvé naturellement son emplacement au Chili, près des actuels télescopes Magellan. Il s’agit d’un partenariat ou consortium rassemblant des instituts américains réputés (dont le Smithsonian Astrophysical Observatory, Canergie, des universités dont Harvard, entre autres), des instituts australiens (l’Astronomy Australia Limited et l’université nationale australienne), et l’institut coréen de science astronomique et spatiale.

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© Diego Jimenez / Unsplash Le Désert d’Atacama, Chili

Le Désert d’Atacama au Chili est décidément un repère pour les astronomes, au vu des nombreux observatoires et télescopes braqués sur l’espace de ce point du globe ! Ce choix est lié à la qualité de l’air, qui doit être sec, et à la haute altitude, qui permet de limiter les perturbations lumineuses, notamment, et le Désert d’Atacama semble assez grand pour que les différents observatoires ne se marchent pas sur les pieds, n’est-ce pas ?

Le Large Synoptic Survey Telescope (LSST) est également en construction au Chili : 10 unités de l’IN2P3 du CNRS participent à l’expérience de ce télescope qui va scruter l’espace de la façon la plus rapide et attentive jamais réalisée : pendant 10 ans il va réaliser plusieurs relevés complets et de très haute qualité de l’univers en 3D (sur la moitié de la voûte céleste) !  A lire sur le site de l’IN2P3: Construction du LSST : une nouvelle étape majeure vient d’être franchie

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© ESO/VLT/HAWK-1 Nébuleuse d’Orion/ infrared

Sur le Très grand télescope (VLT) de l’ESO au Chili également, l’instrument européen SPHERE vient d’obtenir son premier cliché d’une exoplanète grâce à des méthodes de détection directe. A titre indicatif, à ce jour, seule une poignée d’exoplanètes a pu être observée de manière directe sur les 3600 qui ont été détectées depuis 1995. Le travail est encore une fois l’oeuvre d’une coopération non seulement internationale, mais également entre des experts de plusieurs centres de recherche.

Pendant ce temps, les travaux avancent pour construire le plus grand (39m de diamètre, près de 1000m2 de surface) et puissant télescope optique et proche infrarouge au monde : l’ELT (Extremely Large Telescope), pour l’ESO. On attend sa première lumière pour 2024. Pour assouvir votre curiosité à propos de l’ELT, vous pouvez faire un tour sur Science & Vie avec un article de Serge Brunier intitulé Télescope Supergéant : le plus gand miroir du monde sera poli en France.

Les télescopes spatiaux

Les télescopes spatiaux sont évidemment situés en dehors de notre atmosphère terrestre, pour limiter les interférences dues à l’atmosphère comme celles de la pollution lumineuse et de la pollution radioélectrique et tout simplement les altérations dues à l’air (le vent, mais aussi les éléments présents dans l’air gênent la réception des photons et des rayonnements non terrestres).

Vous avez peut-être entendu parler de Chandra X-ray Observatory, l’un des deux plus performants des observatoires rayons X placés dans l’espace. Chandra est utilisé pour étudier différents objets célestes et processus tels que l’évolution des trous noirs supermassifs et des galaxies, la nature de la fameuse et mystérieuse énergie noire, la structure interne des étoiles à neutrons, l’évolution des étoiles massives, les protonébuleuses planétaires, l’interaction des exoplanètes avec leur étoile.

Le plus connu des télescopes spatiaux est évidemment Hubble, fruit d’une collaboration inédite alors entre la NASA et l’ESA. Il est renommé pour avoir découvert le taux d’expansion de l’univers, l’existence de la matière noire et de l’énergie noire, confirmé la présence de trous noirs supermassifs au centre des galaxies… Vous avez très certainement vu plusieurs de ses clichés d’une qualité inégalée auparavant. Mais Hubble, s’il n’a pas encore envoyé sa dernière image, prendra sa retraite dans quelques temps. Il lui fallait un successeur.

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© Hubble/NASA/ESA Orion Nebula

C’est pourquoi, prochainement, le télescope spatial James Webb (JWST) va entrer en service comme digne successeur de Hubble. Ses compétences seront même plus étendues que celui-ci. Son lancement est prévu en octobre 2018 par Ariane 5 depuis Kourou. Fruit d’une coopération internationale entre la NASA, l’ESA et l’Agence spatiale canadienne, il observera l’univers jusque dans l’infrarouge, notamment grâce à MIRI, super caméra infrarouge.

Pourquoi observer la Terre ? Comment ?

Les satellites d’observation de la Terre (plusieurs dizaines) scrutent en permanence la surface de notre chère planète. La Data Science est partout : ces satellites enregistrent les niveaux des cours d’eau comme des océans, ceux des étendues des forêts ou des risques d’incendies, les migrations des oiseaux ou des insectes, ou encore les développements des épidémies que ce soit localement ou à l’échelle du globe, les observations météorologiques depuis les formations des nuages, la vitesse des vents, les précipitations de pluies ou de neige…

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© ESA Algues “fleurissant” en Arctique / MERIS

Pour ne citer que quelques exemples, car les lister est un véritable labyrinthe, on peut retenir entre autres le programme Copernicus (Union Européenne/ESA) utilise plusieurs satellites (dont Spot, Jason, Pléiades du CNES) et vise à gérer les données en cas de catastrophe naturelle, environnementale ou industrielle, étudier la qualité de l’air, autant que contribuer aux opération de maintien de paix… Le programme EOS (Earth Observing System, NASA) utilise également des satellites (dont Jason, Terra, AQUA, GRACE) et collecte les données sur la biosphère, les cycles de l’eau, l’atmosphère terrestre. Les interconnexions entre les différents programmes et satellites sont évidentes, les chercheurs travaillent sinon main dans la main, du moins échangent leurs données et coopèrent dans de nombreux programmes communs.

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© EOS/NASA Programme des missions scientifiques par satellites de l’EOS

Pour détailler quelques-uns des nombreux satellites qui œuvrent au-dessus de nos têtes, il y a Swarm (CNES) cartographie le champ magnétique terrestre et GRACE (NASA/DLR) mesure les variation de la gravité terrestre, Jason 1 et 2 (partenariat NASA/CNES) sont des vigies des océans, comme Aqua (NASA/JAXA L’agence spatiale japonaise/AEB l’agence spatiale brésilienne) celle du cycle de l’eau et prochainement, SWOT (CNES) analysera les ressources en eau douce de notre planète, indispensables à la vie. Sans oublier nos sentinelles (programmes internationaux) qui surveillent les tempêtes solaires de notre étoile le Soleil : SDO (Solar Dynamics Observatory, NASA/ESA), STEREO (NASA : Laboratoire de Sciences Appliquées de l’université Johns-Hopkins/nombreux laboratoires dont l’Observatoire de Paris), pour ne citer que ceux-là.

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© NASA Mississipi Earth Observatory

Au moment où je termine d’écrire cet article, un iceberg géant vient de se détacher de la banquise Antartique : Larsen C, 6000 km2, 300 000 fois la taille de celui qui a coulé le Titanic. Les images transmises par les satellites de la NASA permettent d’être informé en temps réel sur la santé de notre planète, comme sur ses blessures qu’elles soient naturelles ou causées de main des humains… Lire l’article du Projet MIDAS qui étudie les effets de la fonte de l’iceberg géant Larsen C (en anglais): Larsen C calves trillion ton iceberg

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© ESA/Sentinel 2 Copernicus Mongolian marvel

Toutes ces données permettent de progressivement mieux comprendre l’écosystème terrestre, et par là même mieux apprendre à prendre les bonnes décisions pour gérer les ressources de notre planète et également les protéger. Car nous n’avons qu’une planète où habiter à ce jour, n’est-ce pas ?

L’engouement autour des partages de la Terre vue de l’espace par Thomas Pesquet lors de son séjour sur la Station Spatiale Internationale (ISS) montre que nos yeux ne demandent qu’à être grands ouverts.

Pour le plaisir des yeux (aussi)

Pourquoi l’exploration spatiale a de beaux jours devant elle ? Ce sera l’objet d’un autre article, mais on peut d’ores et déjà se rendre compte à quel point notre planète est unique et de ce fait, sujet d’attention. L’exploration spatiale est à ses premiers pas, comme un enfant qui apprend à marcher, elle a de nombreux apprentissages à faire. Faut-il le rappeler, par conséquent, notre Terre nécessite autant de soin qu’elle est pour nous notre berceau mais aussi notre maison, et ce, pour longtemps encore ?

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© ISS/NASA Sunset vew from ISS

La curiosité qui nous pousse à regarder toujours plus loin, plus haut et plus profond, est transversale. Quelle que soit votre vie sociale ou personnelle, cette étincelle peut vous accompagner et rendre chaque jour ce qu’il devrait être: une nouvelle aventure, un nouveau cheminement. Chaque jour est un pas et une découverte, alors n’oubliez pas de profiter du moment présent, aussi pour le plaisir des yeux, car ce qui vous fait du bien est le plus souvent gratuit : le monde, la nature, l’univers, la vie sont à portée de vos regards, de vos pieds, ne serait-ce qu’un regard aux couchers et levers de notre étoile le Soleil, un souffle du vent sur votre peau, un arbre qui élève ses feuillages vers le ciel, un être vivant qui respire… La vie est courte, mais ici sur Terre, elle est partout, et en vous aussi, alors respirez et profitez du spectacle !

 

Publication originale de Maïm Garnier, les commentaires et formulations étant apportés pour apporter clarté et lisibilité pour un public curieux mais non spécialiste.

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Pour aller plus loin

France cultureLa Méthode scientifique par Nicolas Martin, réécouter le podcast Télescopes géants : toujours plus grands, toujours plus loin

AFA, l’Association Française d’Astronomie: Les manifestations près de chez vous / les dossiers pédagogiques, entre autres: Ciel Miroir des Cultures

Société française d’exobiologie: article d’Hervé Cottin La Terre et l’Espace, des outils pour l’exobiologie

Les Vendredis de l’Espace avec le CNES sur France Inter

Sources

Sont cités dans cet article des références aux sources suivantes : Comptes Rendus Palevol, Elsevier Masson, 2009  Les gravures rupestres des Pléiades de la montagne sacrée du Bego ,ESA, ESO, NASA, CNES, Hubble, Caltech, FAST, TMT, LSST, IN2P3, CNRS, SPHERE, VLT: le CNRS, l’Institut de planétologie et astrophysique de Grenoble, Laboratoire d’astrophysique de Marseille , Laboratoire d’études spatiales et d’instrumentation en astrophysique (Observatoire de Paris/CNRS/Université Pierre et Marie Curie/Université Paris Diderot), laboratoire Lagrange, du Centre de recherche astrophysique de Lyon…, ELT, Serge Brunier, Science & Vie, Huffington Post, Science Friday, Smithsonian Astrophysical Journal Observatory, Canergie, Harvard, Astronomy Australia Limited, Université nationale australienne, Chandra X-ray Observatory, James Webb Space Telescope, pour le MIRI: l’Irfu au CEA-Saclay, le LESIA de l’Observatoire de Paris, l’IAS à l’Université de Paris-Sud, et le LAM à Marseille…, Programme Copernicus, Union Européenne, Spot, Jason, Pléiades, Programme EOS, Terra, Aqua, Grace, Swarm, SWOT, JAXA, AEB, SDO, STEREO, Laboratoire de sciences appliquées de l’université John-Hopkins, Observatoire de Paris, Thomas Pesquet, ISS, Projet Midas, France Culture, La Méthode scientifique, Nicolas Martin, Association Française d’Astronomie, Société française d’exobiologie, Hervé Cottin, France Inter.

 

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About The Author

Maïm GARNIER

Vulgarisatrice des sciences et technologies, Journalisme scientifique, Community Manager, SenseMaker, écrivain (romans du futur, anticipation, science-fiction, fantastique).
Mon challenge : susciter votre curiosité et garder votre regard grand ouvert.

2 Commentaires

  1. Heikel

    Salut,

    Franchement cet article est vraiment top ! Déjà, rien que le premier paragraphe j’étais accroché à l’article jusqu’à la fin !
    Je dois dire que le plaisir des yeux c’est quand même super important. J’imagine que le fait de voir l’évolution de la Terre et des ces différents paysages (les grands lacs ou mers qui s’assèchent en quelques décennies), ça fait réfléchir et ça peut permettre de faire émerger une prise de conscience collective. Une prise de conscience encore vaillamment combattu par certains il faut dire… outre-Atlantique pour ne viser personne ! 😉

    En tout cas, j’ai appris beaucoup de choses ! Comme par exemple l’existence du LSST !

    Réponse
    • Maïm Garnier

      Bonjour,
      Merci pour ton retour !
      Comme quoi, l’essentiel n’est pas toujours invisible pour les yeux 😉
      L’article, ou plutôt le dossier, est loin d’être exhaustif, cependant il tente de dresser un tour d’horizon ( avec ou sans jeu de mot, hein ;-)) des moyens d’observation de notre planète et de l’univers, avec cette étincelle et curiosité qui nous fait avancer, chacun, jour après jour, quand on la nourrit.
      J’ai appris beaucoup en l’écrivant et le préparant aussi ! Transmettre et échanger est toujours un plaisir.
      Le sujet est ouvert, de nombreux sous-articles pourraient en découler, comme chaque fois, d’ailleurs. 😉

      Réponse

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