L’astronomie américaine a des plans ambitieux, mais elle a besoin de partenaires mondiaux

Les astronomes des États-Unis ont poussé un soupir de soulagement collectif ce mois-ci lorsqu’un rapport de 615 pages tant attendu, retardé par COVID-19, a finalement atterri sur leurs bureaux. Publié par les Académies nationales des sciences, de l’ingénierie et de la médecine, le « relevé décennal » de l’astronomie présente un plan décennal pour les investissements du pays dans l’astronomie et l’astrophysique, qui s’élèvent à plus de 2 milliards de dollars par an.

Les États-Unis sont le plus grand bailleur de fonds au monde pour l’astronomie et l’astrophysique. Ce rapport – un effort local massif de trois ans qui intègre des centaines de livres blancs de milliers d’astronomes – est une lecture essentielle pour les astronomes du monde entier. En effet, ce que pensent et font les États-Unis a un impact sur les priorités scientifiques des autres pays, dont les astronomes sont souvent très désireux de travailler avec les États-Unis.

L’enquête décennale est officiellement une recommandation, mais les agences de financement suivent généralement ses directives. Il est considéré comme particulièrement important car, par rapport à d’autres domaines de la science, l’astronomie et l’astrophysique nécessitent une infrastructure de recherche très coûteuse. Le télescope spatial Hubble et son successeur, la merveille d’ingénierie connue sous le nom de télescope spatial James Webb, sont nés de recommandations formulées lors d’enquêtes précédentes. Le miroir de 6,5 mètres de large de Webb permettra aux astronomes de se souvenir du moment où les premières étoiles et galaxies se sont rassemblées dans l’Univers, il y a plus de 13 milliards d’années.

Mais les deux missions sont le résultat d’une vaste collaboration internationale. Hubble combine les forces de la NASA et de l’Agence spatiale européenne (ESA). Le Webb de 10 milliards de dollars est une collaboration entre la NASA, l’ESA et l’Agence spatiale canadienne, et devrait être lancé au plus tôt le 22 décembre. La prochaine génération de télescopes devra être une affaire mondiale de la même manière si elle veut réussir.

La dernière enquête décennale montre clairement que les priorités de la prochaine décennie incluront la recherche de mondes habitables semblables à la Terre – et nécessiteront de grandes installations pour poursuivre ces thèmes. Ceux-ci incluent un télescope spatial «super Hubble» – estimé à au moins 11 milliards de dollars – et deux énormes télescopes au sol de 25 à 30 mètres de large qui seraient les successeurs de la plus grande classe actuelle de télescopes, y compris le jumeau 10 -mètre des télescopes Keck à Hawaï. Surtout, le rapport identifie également des opportunités pour les États-Unis de se coordonner avec d’autres nations et agences spatiales sur l’exploration astronomique. Ces opportunités doivent être saisies.

Beaucoup de portée

La collaboration se décline en plusieurs saveurs. Le Canada, la Chine, l’Inde et le Japon sont partenaires dans l’un des télescopes au sol de prochaine génération, le projet Thirty Meter Telescope (TMT). Ils contribuent à la fois aux fonds et au travail sur le matériel du télescope. Le Canada, par exemple, construit l’enceinte du dôme et la Chine travaille au polissage des segments de miroir, en échange d’une part du temps d’observation futur.

De plus, les nations sont désireuses de continuer ces rôles de collaboration. L’an dernier, la communauté astronomique du Canada a identifié des domaines techniques dans lesquels les astronomes canadiens peuvent compléter le travail de la NASA et d’autres grandes agences spatiales. Ceux-ci incluent le développement d’instruments scientifiques et d’autres matériels pour les futures missions de la NASA, de la même manière que l’Agence spatiale canadienne a contribué à Webb.

Une telle collaboration permet également de s’assurer que les lacunes de la recherche sont comblées et que les projets ne se chevauchent pas ou ne s’égarent pas sur le territoire des autres. Les astronomes européens, par exemple, seront soulagés que le «super Hubble» proposé fonctionne dans les longueurs d’onde ultraviolette, visible et infrarouge. Si le plan avait été d’utiliser des rayons X, le télescope se serait placé inconfortablement sur le territoire de l’observatoire de rayons X Athena de l’ESA, dont le lancement est prévu au début des années 2030. Le rapport propose une mission à rayons X, mais elle devrait suivre le super Hubble et être conçue de manière à compléter plutôt qu’à concurrencer Athena. Un défi, cependant, sera de développer le super Hubble suffisamment rapidement et efficacement pour qu’il soit possible de continuer à descendre la liste de souhaits vers cette mission de rayons X.

L’ESA, à son tour, a travaillé dur pour ne pas dupliquer les futures missions de la NASA. Plus tôt cette année, l’Europe a utilisé son processus stratégique Voyage 2050 pour identifier des thèmes de mission scientifique qui jalonnent son propre espace de découverte, comme l’exploration des lunes glacées du système solaire externe, où la vie pourrait résider dans des océans enfouis profondément. Et le processus paneuropéen de cartographie de l’astronomie Astronet travaille de la même manière pour identifier des zones uniques à découvrir.

Lignes de vie mondiales

Il existe également un grand potentiel de collaboration avec d’autres pays. Par exemple, l’ajout d’un détecteur basé en Inde au Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) est actuellement approuvé en principe. Si l’Inde accordait une approbation complète, le nouveau détecteur fonctionnerait de concert avec deux détecteurs LIGO existants aux États-Unis. De même, le Japon, un leader mondial de l’astronomie aux rayons X, dirige une mission de rayons X qui sera lancée l’année prochaine, en collaboration avec la NASA, pour poursuivre les découvertes jusqu’à ce qu’Athéna soit prête à démarrer.

Sur le front intérieur américain, le rapport décennal ne pèse pas sur le sujet controversé de l’endroit où construire le TMT. La construction de cette installation sur la montagne de Maunakea a été interrompue depuis 2015 en raison de craintes qu’elle se fasse sur des terres que de nombreux Hawaïens autochtones considèrent comme sacrées. Si le gouvernement fédéral américain intervenait, cela prolongerait davantage le processus d’approbation des projets. Le rapport recommande seulement que la National Science Foundation (NSF) envisage de financer à la fois le TMT et un télescope similaire dans l’hémisphère sud, le télescope géant Magellan en construction au Chili par des partenaires aux États-Unis, en Corée du Sud, au Brésil, en Australie et en Israël. Cet arrangement donnerait aux astronomes américains la possibilité de demander une partie du temps d’observation sur ces installations révolutionnaires, ouvrant ainsi l’accès du public à ce qui était jusqu’à présent des projets privés.

Maintenant que la dernière enquête décennale a été publiée, les agences de financement qui ont commandé le rapport – la NASA, la NSF, le ministère de l’Énergie et l’US Air Force – commenceront à mettre en œuvre les recommandations, en collaboration avec le Congrès américain, qui allouera les fonds. . Ce faisant, ils devraient réfléchir à la manière dont les partenaires internationaux peuvent aider – et s’appuyer sur – la puissante vision du rapport, afin que le monde puisse repousser ensemble les frontières de la découverte.