Une équipe internationale dirigée par l’Université de Cambridge a dévoilé CosmoCube, un satellite de la taille d’une valise destiné à orbiter autour de la Lune pour capter les signaux radio des âges sombres cosmiques. Publié vendredi dans Nature Astronomy et financé par l’Agence spatiale britannique, le projet vise une époque de l’Univers jamais observée directement.
Un satellite aussi compact qu’une valise pourrait bientôt percer un des mystères les plus anciens de l’Univers. Présenté vendredi dans Nature Astronomy, le projet CosmoCube, porté par une équipe internationale sous la direction de l’Université de Cambridge, prévoit d’installer un récepteur radio en orbite lunaire pour écouter les murmures des âges sombres cosmiques. L’Agence spatiale britannique finance la mission.
À l’écoute de la première lumière
CosmoCube veut détecter la raie à 21 centimètres, un signal radio émis par les atomes d’hydrogène pendant les âges sombres cosmiques. Une période d’environ 150 millions d’années sépare le rayonnement rémanent du Big Bang de l’allumage des premières étoiles, et aucune observation directe n’a encore été réalisée sur une telle époque.
Les télescopes terrestres ne peuvent pas capter un signal aussi ténu. L’ionosphère bloque les fréquences nécessaires, tandis que la radio FM, les télécommunications et les interférences des satellites noient les émissions. La face cachée de la Lune fournit une parade naturelle : lors de chaque orbite, la surface lunaire protège CosmoCube des perturbations terrestres pendant environ 40 minutes sur un passage de deux heures.
Sur une mission prévue pour durer deux ans, le satellite accumulerait environ 1 000 heures de données à des fréquences comprises entre 10 et 50 MHz.
« L’Univers était plongé dans l’obscurité avant d’avoir des étoiles, mais il n’était pas sans histoire. Cette histoire est écrite dans l’hydrogène, portant les empreintes de la gravité, de la matière noire et de la naissance des structures cosmiques », a déclaré Eloy de Lera Acedo, chercheur principal au Laboratoire Cavendish de Cambridge. « La face cachée de la Lune est véritablement la seule option : elle résout plusieurs problèmes à la fois, en ouvrant une fenêtre claire sur les tout premiers instants de l’Univers. »
Une plateforme compacte
La plateforme satellitaire, désignée SSTL-21, est en cours de développement au Royaume-Uni par Surrey Satellite Technology Limited. Une fois déployé, CosmoCube étendra une antenne radio légère et utilisera un système d’étalonnage alternant entre le ciel et des sources de référence embarquées pour éliminer les dérives électroniques internes.
- Orbite lunaire avec fenêtres d’observation d’environ 40 minutes
- Fréquences de travail comprises entre 10 et 50 MHz
- Antenne radio légère déployable
- Étalonnage interne contre les dérives électroniques
Après la collecte des données, l’équipe prévoit des méthodes statistiques bayésiennes et des simulations informatiques pour retirer le bruit de fond de la Voie lactée et corriger les distorsions de l’antenne.
« Au-delà de la science, ce qui rend notre mission unique, c’est sa taille : nous sondons les parties les plus anciennes et les plus profondes des âges sombres, là où d’autres ne parviennent pas à aller, mais avec une plateforme compacte et relativement peu coûteuse », a ajouté Eloy de Lera Acedo. Le concept a été soumis à l’appel à missions mini-Fast de l’Agence spatiale européenne, avec un budget cible inférieur à 50 millions d’euros.
Une fenêtre qui se rétrécit
Les chercheurs visent un lancement d’ici quatre à cinq ans. L’urgence est réelle : les États-Unis, l’Inde et d’autres nations ont annoncé des projets pour la face cachée de la Lune, et la région pourrait ne pas rester indéfiniment silencieuse sur le plan radioélectrique.
« CosmoCube ambitionne de mener des recherches scientifiques ambitieuses depuis un très petit satellite dans un environnement difficile, et pour y parvenir, il faut faire preuve d’ingéniosité dans la conception », a déclaré Will Grainger du STFC RAL Space, co-auteur de l’étude.
