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Un gigantesque ballon stratosphérique va être déployé pour étudier le cosmos

Crédits : Laboratoire d'images conceptuelles du Goddard Space Flight Center de la NASA / Michael Lentz

La NASA va déployer un ballon de 150 mètres de large dans la stratosphère. Le but : observer le processus de rétroaction stellaire dans l’infrarouge. Son lancement est prévu en décembre 2023.

La NASA développe actuellement une mission d’envergure nommée ASTHROS (abréviation de Astrophysics Stratospheric Telescope for High Spectral Resolution Observations at submillimeter-wavelengths). L’idée : libérer dans la stratosphère un télescope spécialisé dans l’observation du ciel à travers les longueurs d’onde infrarouge, invisibles depuis le sol et à nos yeux humains.

Son lancement est prévu en décembre 2023 depuis l’Antarctique, où il dérivera au gré des courants aériens au-dessus du continent.

Une mission “risquée”

Pour mener à bien sa mission, ASTHROS devra atteindre une altitude de 40 kilomètres. À titre de comparaison, les avions de ligne commerciaux ne volent qu’à une dizaine de kilomètres d’altitude. En revanche, cela reste bien en-dessous de la limite séparant l’atmosphère terrestre de l’espace, fixée à environ 100 kilomètres d’altitude.

Le déploiement de ballons offre des avantages uniques à la NASA par rapport aux missions terrestres ou spatiales. Ces missions coûtent moins chères, d’une part, et sont plus rapides à développer. Grâce à ces deux points, elles autorisent finalement la prise de risques, permettant aux ingénieurs de tester diverses technologies en vue de futures missions spatiales beaucoup plus onéreuses.

« Les missions de ce type sont plus risquées que les missions spatiales, mais elle rapportent des récompenses élevées à un coût modeste, résume Jose Siles, ingénieur du JPL. Avec ASTHROS, nous visons à faire des observations astrophysiques qui n’ont jamais été tentées auparavant. La mission ouvrira la voie à de futures missions spatiales en testant de nouvelles technologies et en formant la prochaine génération d’ingénieurs et de scientifiques ».

ballon
Le lancement de l’Observatoire Stratosphérique Térahertz II (STO-2), une mission d’astrophysique de la NASA, depuis l’Antarctique en 2016. Ces missions en ballon à haute altitude permettent d’observer les longueurs d’onde de la lumière bloquées par l’atmosphère terrestre. Crédits: NASA / JPL-Caltech

Étudier le processus de rétroaction stellaire

L’objectif de cette mission sera de mesurer le mouvement et la vitesse du gaz autour des étoiles nouvellement formées. Quatre cibles principales seront étudiées, dont deux pépinières stellaires situées dans la Voie lactée. Une troisième cible sera la galaxie Messier 83. TW Hydrae, une jeune étoile entourée d’un large disque de poussière et de gaz, sera la quatrième.

Il sera plus précisément question de mesurer la présence de deux types spécifiques d’ions azote (des atomes dépouillés de leurs électrons). Ces ions azote peuvent révéler des zones où les vents d’étoiles massives et les explosions de supernova ont remodelé les nuages ​​de gaz dans ces régions de formation d’étoiles.

Dans un processus connu sous le nom de rétroaction stellaire, de tels phénomènes peuvent, sur des millions d’années, disperser le matériau environnant et empêcher la formation d’étoiles. À l’inverse, la rétroaction stellaire peut également provoquer l’agrégation de matière, accélérant la formation d’étoiles. Ou, dans le cas de TW Hydrae, la formation de planètes.

ballon nébuleuse
La Nébuleuse de la Carène, à 8 500 années-lumière, sera l’une des quatre cibles du télescope. Crédits : ESO

Pour mener à bien sa mission, ASTHROS aura besoin d’un gros ballon : lorsqu’il sera entièrement gonflé à l’hélium, celui-ci devrait mesurer environ 150 mètres de large. Une gondole sous le ballon transportera les différents instruments. Pendant le vol, les scientifiques pourront contrôler le télescope et télécharger les données en temps réel.

Une fois la mission terminée, les opérateurs enverront des commandes de fin de vol afin de séparer la nacelle du ballon. Un parachute sera alors déployé pour la faire atterrir en douceur. Le télescope pourra ainsi être récupéré et remis à neuf pour voler à nouveau.

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