Les plus grands télescopes terrestres

En astronomie on ne voit jamais le présent mais le passé. On voit la Lune, une seconde après, le Soleil, 8 mn après, la plus plus proche étoile, 4 années après, la plus lointaine galaxie 10 milliard d'années après.
Les télescopes sont des machines à remonter le temps. Un télescope est un instrument optique qui permet d'augmenter la luminosité de l'objet observé afin de grossir son image. Son rôle de récepteur de lumière est souvent plus important que son grossissement optique. Les télescopes terrestres sont par définition, situés sur terre et en altitude et sont principalement utilisés en astronomie. Ils sont équipés de réflecteurs à miroirs couplés à divers spectromètres et caméras à champ étroit pour les objets faiblement lumineux, à large champ pour les images planétaires et de caméras infrarouge. Les anciennes générations de télescopes de 6 mètres de diamètre utilisent des miroirs monolithiques non déformables, très épais et donc très lourds.
Les futurs télescopes qui ouvrent la voie à une nouvelle ère de l'astronomie moderne, utilisent la possibilité de contrôler en permanence les déformations des miroirs monolithiques ou segmentés, souples et donc déformables sous l'action de la gravité, du vent, des effets thermiques, etc...

La limite technologique d'environ 8 mètres de diamètre pour un grand miroir monolithique prévaut mais la segmentation permet de réaliser des télescopes géants, au-delà des 10 mètres. Les premières lumières de ces télescopes géants sont attendues en 2018 avec le TMT, Thirty Meter Telescope et UTC, Great Magellan Telescope.
- Le Great Magellan Telescope (UTC) américano-australien sera doté d'un miroir de 21 mètres.
- Le Thirty Meter Telescope (TMT) construit par les Américains et les Canadiens renfermera un miroir de 30 mètres dont la mise en service est prévue en 2018.
- Les Européens ont opté pour le European Extremely Large Telescope (E-ELT), équipé d'un miroir de 39.3 mètres formé de plus de mille segments dont la mise en service est prévue en 2024-2026.

Image : Cofinancé par l'UE, le projet européen du télescope E-ELT «European Extremely Large Telescope» dispose d'un budget d'environ 1 milliard d'euros pour l'Observatoire européen austral (ESO) afin de construire ce télescope révolutionnaire. Il est doté d'un miroir de 39 mètres de diamètre et d'une surface collectrice de 978 mètres carrés, il entrera en service en 2024-2026.

États-Unis : le Large Binocular Telescope (LBT), est un télescope américain qui contient deux miroirs de 8,4 mètres de diamètre qui pèsent 18 tonnes, placés sur la même monture.
Inauguré en octobre 2004, le télescope est opérationnel depuis fin 2006. A cette date, c'est le télescope optique le plus avancé en termes de résolution. Il est dix fois plus puissant et plus précis que le télescope spatial Hubble. Il est situé à 3267 mètres d'altitude sur le Mont Graham, en Arizona. Le choix de l'emplacement du LBT a fait l'objet d'une controverse de la part de la tribu San Carlos Apache, clamant que la montagne était sacrée. La construction du LBT a tout de même été entreprise après un acte du Congrès.
L'observatoire a été épargné par deux feux de forêt majeurs durant ses huit années de construction.
Le coût global du LBT est de 120 millions de dollars. Il est financé à hauteur de 50 % par les États-Unis.

Le grand télescope binoculaire LBT a fourni le 12 Octobre 2005 ses premiers clichés, cela a concerné la galaxie spirale NGC891, située à 24 millions d'années-lumière de la Terre, dans la constellation d'Andromède.
Ce télescope est destiné principalement à voir la lumière que dégage les planètes qui gravitent autour des autres étoiles que le Soleil. Malgré le grand nombre d'exoplanètes découvertes aucune n'a été réellement vu car elles sont supposées être là, grâce à l'oscillation qu'elles impriment à leur étoile. Il est extrêmement compliqué de se débarrasser de la lumière de l'étoile.
Le LBT pourra plonger l'étoile dans le noir et isoler la lumière de la planète pour analyser son atmosphère.

Image : image du LBT, Large Binocular Telescope sur le Mont Graham en Arizona.

Afrique du sud : le Southern African Large Telescope (SALT) est un télescope installé sur le site d'observation du South African Astronomical Observatory, en Afrique du Sud dans le désert du Kalahari dans la province du Cap-du-Nord, au nord de la ville du Cap.
Le SALT, opérationnel depuis 2005, est une version améliorée du Télescope Hobby-Eberly.
Il utilise 91 miroirs hexagonaux de 1 mètre, représentant un miroir primaire de 11,1 mètres pour 9,2 mètres d’ouverture effective.
La monture est fixe en altitude et tourne en azimut. L’inclinaison est de 37° par rapport à la verticale.
C’est le miroir secondaire, mobile sur un axe, qui permet de pointer différentes régions du ciel et de suivre la rotation terrestre au cours des poses.
Le système de poursuite (tracker) fait appel des roulements de tables tournantes, galets de roulement sur axe, bras télescopiques et articulations à cardan de précision. Cette technologie, identique à celle utilisée par en radioastronomie à Arecibo (Porto Rico), minimise le poids de l’ensemble, s'élevant au total à 45 tonnes.

SALT est équipé de deux spectrographes et d'une caméra CCD (appelé Salticam).
Le cout du télescope SALT a été de 30 millions de dollars. Sa construction est financée par plusieurs universités et organismes internationaux rassemblés autour de la fondation nationale de la recherche sud-africaine.

Image : image du Southern African Large Telescope (SALT), situé en Afrique du sud.

Espagne : le Grand Télescope des Canaries, ou Gran Telescopio Canarias (GTC) à tourné son immense objectif vers le ciel en juillet 2007.
Le miroir du GTC mesure exactement 10,4 mètres en moyenne, le record en 2007 du plus grand télescope optique, est détenu par les 10 mètres de diamètre de chacun des instruments jumeaux de l'ensemble Keck à Mauna Kea, à Hawaii. Le GTC est composé de 36 segments hexagonaux indépendants adjacents mesurant chacun 936 mm pour 3 mm d'épaisseur. Le miroir secondaire du télescope de type Ritchey-Chrétien mesure 1176 mm de diamètre. Le miroir tertiaire, ovale et orientable mesure 1 062 x 1 510 mm.

L'ensemble optique est installé sur une colline de l'Île de La Palma aux Canaries, l'instrument géant a été mis définitivement en service en 2008.
Le coût de l'ensemble, s'est élevé à 180 millions de dollars.
Il a été financé essentiellement par le gouvernement espagnol, avec des fonds supplémentaires du Mexique et de l'université de Floride.

Image : image du GTC, Gran Telescopio Canarias sur sa colline de La Palma aux Canaries.

Chili : à cinq mille mètres d'altitude, le plateau de Chajnantor dans le désert d'Atacama accueille le plus grand réseau de radiotélescopes du monde.
Un milliard d’euros ont été investis pour réaliser l’ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) en coopération avec le Chili. 66 antennes observeront l’Univers dans les longueurs d’ondes millimétriques et submillimétriques. Cet instrument analyse les émissions provenant des régions les plus froides de l’Univers, des nuages de gaz et de poussière où naissent les étoiles aux lointaines galaxies, en passant par l‘étude des comètes ou des petits corps du Système solaire. L’ALMA dont chacune de ses antennes pèse 115 tonnes se situe à 5 000 mètres d’altitude pour disposer de l’air le plus sec possible. Les longueurs d’ondes millimétriques et submillimétriques sont absorbées par la vapeur d'eau contenue dans l'atmosphère terrestre.

Le plateau chilien de Chajnantor est le site idéal sur le plan astronomique malgré les vents très violents et les températures qui vont de +20 à -20 degrés Celsius. Les interventions humaines au sommet sont limitées et les données collectées par les antennes sont transmises par fibres de verre à un supercalculateur connecté à un camp de base, l'OSF (Operations Support Facility) situé à 2 900 mètres d’altitude.
Un bel exemple de coopération scientifique (Japon, Europe, Amérique du Nord et l’Asie) dont les observations opérationnelles débutent en 2011.

Image : image du réseau de l'Alma sera constitué de 66 antennes réparties sur 18 kilomètres, combinées entre elles pour fournir le plus grand radiotélescope du monde. Crédit Alma

Les noms des quatre télescopes du VLT

A l'origine (1998), les quatre Télescopes Unitaires du VLT portaient les noms techniques et peu évocateurs de UT1, UT2, UT3, UT4.
En Mars 1999, au moment de l'inauguration de l'observatoire du Cerro Paranal, quatre noms plus poétiques ont été choisis. Les quatre grands télescopes ont été appelés Antu, Kueyen, Melipal et Yepun.
Ces noms évoquent des objets du ciel, en langue Mapuche ou Mapudungun, qui est la langue amérindienne parlée par la communauté Mapuche au Chili et en Argentine. Ce peuple indigène vit principalement dans la région sud de la rivière Bio-Bio, à quelque 500 km au sud de Santiago du Chili.
C'est une jeune écolière de 17 ans, de la région chilienne d'Antofagasta, Jorssy Albanez Castilla de Chuquicamata près de la ville de Calama, qui a proposé ces quatre noms issus du riche patrimoine culturel du Chili. Les quatre télescopes unitaires sont maintenant connus ainsi : Antu (le Soleil) Kueyen (la Lune) Melipal (La Croix du Sud), et Yepun (Vénus, l'étoile du soir).

nota : Le Cerro Paranal est une montagne située dans le désert d'Atacama, au nord du Chili, à 110 km au sud d'Antofagasta et à 80 km au nord de Tal-Tal. Si les plus grands télescopes terrestres sont situés en altitude c'est parce que notre atmosphère est une véritable gêne pour l'observation du ciel. Cerro Paranal est un site exceptionnelle pour la pureté de son ciel.

Image : Le Very Large Telescope array (VLT) est une installation de l'ESO, observant dans le visible. Le VLT se compose, de quatre Télescopes Unitaires équipés de miroirs primaires de 8,2 mètres de diamètre et, de quatre Télescopes Auxiliaires, mobiles, de 1,8 mètre. Tous ces télescopes peuvent fonctionner ensemble pour former un interféromètre géant, le VLTI. Le VLTI permet aux astronomes de discerner des détails avec une précision jusqu'à 25 fois plus importante qu'avec les télescopes utilisés séparément.