Peu de choses en science semblent aussi délicates ou précaires que les miroirs géants au cœur des télescopes modernes. Ces miroirs – des beignets de verre de plusieurs mètres de diamètre, pesant des tonnes et coûtant des millions de dollars – sont polis à une fraction de longueur d’onde de la lumière visible dans la concavité précise requise pour recueillir et concentrer la lumière des étoiles de l’autre bout de l’univers.
Lorsqu’ils ne sont pas au travail, ils sont abrités sous de hautes coupoles qui les protègent des distorsions de l’humidité, du vent et des changements de température. Mais cela ne peut pas les mettre à l’abri de toutes les vicissitudes de la nature et de l’humanité, comme cela m’a été rappelé lors d’une récente visite à l’observatoire de Las Campanas au Chili.
Alors que mes hôtes montraient l’un de leurs précieux miroirs de télescope – 20 pieds de verre recouvert d’aluminium brillant et parfaitement incurvé – je n’ai pas pu m’empêcher de remarquer une petite tache suspecte. Cela ressemblait au genre de frottis que vous pourriez trouver sur votre pare-brise le matin, surtout si vous vous étiez garé sous un arbre.
“Des oiseaux”, a grommelé un astronome lorsqu’on lui a demandé ce que c’était.
Cela arrive tout le temps, disent d’autres astronomes. Michael Bolte, aujourd’hui professeur émérite à l’Université de Californie à Santa Cruz, se souvient avoir fait visiter au gouverneur du Wyoming l’observatoire infrarouge du Wyoming, à l’extérieur de Laramie, en 1981. « Nous sommes montés sur la plate-forme de service et avons regardé en bas, et là il y avait des excréments d’oiseaux partout dans le miroir », a-t-il déclaré. “Ça avait l’air horrible.”
Il n’y a pas que les oiseaux qui peuvent défigurer un miroir. Mike Brotherton, l’actuel directeur de l’observatoire du Wyoming, a publié sur Facebook une photo du givre qui s’était accumulé sur son miroir alors que le dôme était ouvert à l’observation. « Il est difficile de garder un miroir intact », a-t-il déclaré. “C’est un équilibre entre l’ouverture pour prendre des données et la protection du miroir.”
Les résidus d’oiseaux ont une place particulière dans les traditions astrophysiques. Au début des années 1960, les radioastronomes Arno Penzias et Robert Wilson, tous deux alors aux Bell Labs, essayaient de calibrer une vieille antenne cornet pour étudier les galaxies. Dans un effort pour se débarrasser d’un bourdonnement de fond persistant, ils ont pelleté de grandes quantités de guano de pigeon hors de leur télescope, pour finalement apprendre que le bourdonnement était cosmique : c’était les restes sifflants du rayonnement du Big Bang, et il s’est fermement installé. la question de savoir si l’univers a eu un début distinct.
Heureusement, ces insultes biodégradables aux miroirs sont temporaires et ne bloquent pas beaucoup de lumière. Les observatoires lavent périodiquement leurs miroirs, enlèvent les anciens revêtements en aluminium et appliquent une nouvelle couche, ce qui implique de retirer le miroir du télescope.
Cela peut être une opération délicate. L’automne dernier, le miroir primaire de 8 mètres de diamètre du télescope Gemini North, sur le Mauna Kea à Hawaï, a été entaillé sur son bord extérieur alors qu’il était déplacé pour être nettoyé et recouvert. Les dommages ne concernaient pas la partie du miroir qui capte la lumière, mais les responsables du télescope ont quand même choisi de le réparer. Le 31 mars, Jen Lotz, la directrice de l’observatoire, a annoncé que les réparations étaient terminées et que le télescope, espérait-elle, serait de nouveau opérationnel en mai.
Certaines choses sont moins faciles à régler. Le 5 février 1970, un nouvel employé de l’observatoire McDonald dans l’ouest du Texas a pris une arme à feu pour travailler et a ouvert le feu, d’abord sur son patron, puis plusieurs fois à bout portant sur le miroir principal du nouveau télescope à réflexion de 2,7 mètres de l’observatoire. . Puis il y est allé avec un marteau.
Des rapports préliminaires indiquaient que le miroir avait été détruit ; quand le shérif était arrivé, il avait remarqué qu’il y avait un gros trou dedans. En fait, le miroir, d’un type commun appelé Cassegrain, a été conçu et construit avec des trous centraux pour permettre à la lumière de passer à travers les instruments derrière lui.
Personne n’a été blessé lors de l’agression. Et à part sept petits impacts de balles, qui n’affectaient qu’environ 1% de la surface du miroir, le télescope était pratiquement indemne.
“Le télescope a repris son programme d’observation la nuit suivante”, a déclaré le directeur de l’observatoire, Harlan Smith de l’Université du Texas, à l’Union astronomique internationale peu après, “produisant certaines des meilleures photographies (de champs de quasars) obtenues jusqu’à présent avec ce instrument dans sa première année d’utilisation.
Autrement dit, le verre du télescope est plus résistant que vous ne le pensez. Lorsque j’ai visité pour la première fois le télescope Hale de 200 pouces sur la montagne Palomar en Californie – un rite de passage pour un jeune écrivain scientifique – j’ai été surpris de découvrir, regardant dans le canon de ce qui était alors le télescope le plus grand et le plus célèbre du monde, un dîner -une entaille de la taille d’une plaque laissée par un outil qu’un ouvrier avait laissé tomber des années plus tôt.
Le Dr Bolte a décrit un appel rapproché au télescope Canada-France-Hawaï sur le Mauna Kea. Lui et un collègue étaient dans le dôme, travaillant sur une caméra dans le télescope, quand ils ont remarqué que les couvercles qui protégeaient normalement le miroir étaient ouverts. Ils ont réussi à communiquer par radio avec le sol et à fermer les couvertures.
“Nous avons fait tout ce que nous allions faire et nous nous préparions à descendre”, a écrit le Dr Bolte dans une conversation sur Facebook. «Vous avez compté tous les outils que vous avez apportés à la cage de mise au point principale et vous vous êtes assuré que le décompte à la montée correspondait à celui à la descente. Juste au moment où je disais à Bob, “Je pense qu’il nous manque un outil”, une grosse clé à molette est tombée de la cage et a fait un bruit incroyable, frappant le couvercle du miroir.
L’exemple le plus célèbre de ce qui peut mal tourner avec un miroir s’est produit en 1990, lorsque le télescope spatial Hubble a été lancé avec un miroir déformé qui ne pouvait pas se concentrer.
Les astronautes ont pu le réparer, et Hubble est toujours aussi fort. Mais l’épisode a conduit la NASA à être extrêmement prudente avec le successeur de Hubble, le télescope spatial James Webb, en programmant des tests approfondis qui ont considérablement augmenté le coût et le temps de construction du télescope.
Le Webb a été lancé de manière spectaculaire et réussie le 25 décembre 2021, mais l’espace est aussi un stand de tir. Le télescope venait à peine de s’installer lorsqu’il a été bombardé par une micrométéorite plus grande que prévu, qui a laissé un minuscule cratère dans l’un des segments de miroir du télescope. La NASA a depuis modifié ses protocoles pour minimiser le temps pendant lequel le télescope est dirigé dans les flux de météores.
Et ainsi de suite. Le cosmos a une façon de garder ses secrets.
