Des chercheurs de l’Université de Cambridge prévoient de lancer un satellite de la taille d’une valise pour exploiter la face cachée de la Lune. Ce projet vise à capter un signal radio émis par l’hydrogène neutre de l’univers primitif afin d’étudier les âges sombres cosmiques et la matière noire.

La période qui a suivi le Big Bang reste en grande partie un mystère pour les astrophysiciens. Une équipe internationale dirigée par l’Université de Cambridge cherche à percer ces secrets en plaçant un observatoire miniature en orbite autour de la Lune, comme l’ont rapporté des publications parues dans la revue Nature Astronomy.

Le satellite CosmoCube et la traque de la raie à 21 centimètres

Le projet proposé, baptisé CosmoCube, consiste en un satellite compact semblable à un bagage de cabine qui se placera en orbite lunaire. Sa mission principale sera de détecter une signature radio spécifique connue sous le nom de raie à 21 centimètres, émise par les atomes d’hydrogène neutre il y a plus de 13,5 milliards d’années.

Plus le signal cosmique est ancien, plus sa longueur d’onde a été étirée par l’expansion de l’univers, un phénomène appelé décalage vers le rouge. En suivant cette évolution, les instruments de bord pourront mesurer la température physique du gaz au cours de l’histoire cosmique naissante. Comme l’a expliqué Eloy de Lera Acedo, le signal fonctionne à la manière d’un thermomètre cosmique pour analyser cette période charnière.

Cette phase de l’univers, comprise entre l’éclat rémanent du Big Bang et l’apparition des premières étoiles, s’étale sur environ 150 millions d’années. En étudiant ces variations, les chercheurs espèrent également obtenir des indices précieux sur la nature de la matière noire et son rôle dans l’agglomération de l’hydrogène pour former les premières structures galactiques.

Pourquoi la face cachée de la Lune est indispensable

Observer ces signaux depuis la Terre relève de la gageure. L’ionosphère terrestre bloque les fréquences radio nécessaires, tandis que les interférences générées par l’activité humaine — de la radio FM aux télécommunications — brouillent les mesures. Pour contourner cet obstacle, la face cachée de la Lune offre un bouclier naturel unique.

Lors de chaque orbite binaire d’environ deux heures, la masse lunaire bloquera les interférences terrestres pendant près de quarante minutes. Sur une durée prévue de deux ans, la mission ambitionne ainsi de collecter un millier d’heures de données brutes. Une fois déployée en orbite, l’antenne radio ultra-légère du satellite fonctionnera dans des basses fréquences oscillant entre 10 et 50 mégahertz.

Financement, coûts et calendrier de la mission spatiale

Le coût global du projet CosmoCube est évalué à un montant juste inférieur à 50 millions de livres sterling.

Photo: Courthouse News

Actuellement en phase de développement, le projet dispose de prototypes de laboratoire en cours de test. L’équipe de recherche doit s’atteler à peaufiner les charges utiles et les logiciels de calibration pour éliminer le bruit électronique propre aux instruments et les émissions de la Voie lactée.

Une course contre la montre face au bruit radio futur

Malgré l’enthousiasme de la communauté scientifique, certains experts rappellent que la quiétude de la Lune pourrait être de courte durée. D’autres nations, dont les États-Unis et l’Inde, planifient de futures missions lunaires qui risquent d’implanter de nouvelles sources de pollution électromagnétique sur la face cachée.

Des chercheurs extérieurs au projet, à l’instar du professeur Phil Bull du Jodrell Bank Centre for Astrophysics, soulignent que la multiplication des programmes spatiaux transforme cette exploration en une course contre la montre avant que le calme radio de la zone ne soit définitivement compromis par l’activité humaine.