Hypertélescope spatial

A l’origine proposé par Antoine Labeyrie pour apporter des réponses novatrices aux défis observationnels posés par la recherche et le suivi des exoplanètes (Labeyrie, 1996), le principe des hypertélescopes a fait l’objet non seulement de recherches et de tests au sol à Barrosa dans les Pyrénées espagnoles et dans l’Ubaye, mais aussi d’études exploratoires entreprises en vue du développement de versions spatiales de l’instrument.

La faisabilité d’un hypertélescope spatial constitué d’une flottille de miroirs disposés sur une surface virtuelle de 100 km de diamètre a d’ores et déjà été explorée : les simulations numériques effectuées ont permis d’obtenir des images directes d’une exo-Terre située à dix années-lumière montrant des détails de continents et de zones végétales (Labeyrie, 1999).

Après que le concept d’un Exo-Earth Discoverer proposé à la NASA a fait l’objet d’une étude industrielle, une version plus grande de l’instrument – appelée « Luciola » – a été soumise à l’ESA (Labeyrie et al., 2009).

Hypertélecope spatial

Vue d’artiste de la flottille de miroirs de l’hypertélescope Exo-Earth
Discoverer proposé à la NASA. Au premier plan le satellite focal
qui collecte la lumière de l’étoile observée après focalisation
par les miroirs de la flottille.

Effectué en 2010 pour expérimenter le vol en formation, l’essai technique franco-suédois Prisma de pilotage relatif de deux petits satellites équipés de micro-fusées (Tango et Mango) s’est révélé adapté au pilotage avec toute la précision requise par l’interférométrie d’une flottille de miroirs.

Un mode de pilotage alternatif a aussi été proposé (Labeyrie et al., 2009). Il reprend un principe proposé en 1979 (Labeyrie, 1979) qui a fait l’objet d’une étude par la NASA. La flottille composée des nombreux petits miroirs qu’il convient de piloter est piégée sur une surface paraboloïde à l’aide d’ondes stationnaires engendrées par une paire de faisceaux laser. Étudié théoriquement par simulation numérique, ce type de piégeage fait aussi l’objet d’expérimentation en laboratoire. Ainsi à l’Institut non linéaire de Nice (INLN, Université Nice Sophia Antipolis) Umberto Bortolozzo et Stefania Residori ont entamé des expériences avec un simulateur sous ultravide (Labeyrie et al., 2010). Le pilotage d’une flottille de petits miroirs par piégeage laser pourrait se révéler plus précis, plus fiable et plus économique que celui de micro-satellites tels que Tango et Mango, dont les micro-fusées ont une durée de fonctionnement limitée.

C’est dans cette perspective qu’une proposition d’Hypertelescope Optical Observatory (HOO) comprenant une flottille de miroirs pilotés par piégeage laser a été soumise à l’ESA en 2013. Si l’ESA ne l’a pas retenue – l’agence a choisi de développer un télescope spatial X plus puissant que XMM-Newton–, les essais d’HOO pourront être poursuivis en laboratoire. Si cela se justifie, des essais auront également lieu sur la station spatiale internationale (ISS) Columbus de l’ESA.

Références :