Vera C. Rubin Observatory : Explorer tout l’Univers

The Mega-Telescope Era: Scaling Up Humanity’s View of the Cosmos

As optical sciences have progressed from Galileo’s first telescope to today’s giant telescopes, astronomers have gained a deeper understanding of the Universe.

À mesure que les sciences optiques ont évolué du premier télescope de Galilée aux gigantesques télescopes d’aujourd’hui, les astronomes ont acquis une compréhension plus profonde de l’Univers.

En règle générale, chaque génération de télescope devient plus précise, capable d’observer avec un niveau de grossissement plus élevé et sur une gamme plus large du spectre des longueurs d’onde lumineuses.

Dans certains cas, cela nécessite que le télescope soit dans l’espace, loin des interférences de l’atmosphère terrestre et de la pollution lumineuse humaine, comme pour le James Webb Space Telescope (JWST). Dans d’autres cas, cela peut être réalisé en construisant d’immenses réseaux de télescopes, comme, par exemple, dans le cas du Square Kilometre Array Observatory (SKAO) pour la détection des ondes radio. (Suivez les liens pour des explications détaillées sur ces mégaprojets astronomiques.)

Un type différent de télescope ne vise pas à observer plus profondément des objets astronomiques spécifiques, mais le ciel dans son ensemble. On les appelle des télescopes d’enquête et ils peuvent observer une portion significative du ciel en une seule fois. Ce faisant, ils peuvent détecter des régions particulières de l’espace, des variations d’activité stellaire ou des objets spatiaux en mouvement qui seraient autrement manqués par les télescopes classiques.

Parce que l’objectif des télescopes d’enquête est fondamentalement différent, leur conception l’est également. Un nouvel instrument vient d’être ajouté au domaine, le Vera C. Rubin Observatory. Il vient à peine de commencer sa phase de test, et a déjà découvert des milliers de nouveaux astéroïdes et a changé notre compréhension de l’espace interstellaire.

Survey Astronomy vs Classical Astronomy: Key Differences

A good explanation of the difference between survey astronomy and classical astronomy is that survey astronomy is similar to recording a time-lapse video of a given landscape, while classical astronomy is more akin to looking very close to a specific area with binoculars.

Les jumelles offrent beaucoup plus de détails sur un objet donné, mais chaque observation sera probablement de courte durée. En effet, il n’existe que quelques télescopes très puissants dans le monde, et des millions d’étoiles et d’autres phénomènes stellaires à observer, de sorte que les astronomes sont constamment en concurrence pour le temps d’observation.

En conséquence, la variabilité de la lumière des étoiles ou les astéroïdes proches se déplaçant rapidement seront très probablement manquées. C’est pourquoi le type d’astronomie « vidéo en accéléré » est également nécessaire.

Vera C. Rubin Observatory Overview

This telescope was previously known as the Large Synoptic Survey Telescope (LSST). Vera Rubin was an American astronomer whose work provided convincing evidence for the existence of unseen “dark” matter in the Universe. More precisely, she discovered through the study of galaxies’ rotations that some invisible mass is holding the galaxies together despite high velocity rotation.

L’observatoire est situé au Chili, un pays qui accueille de nombreux projets astronomiques, grâce à certaines de ses régions qui offrent la combinaison idéale de faible pollution lumineuse et de ciel très clair dans des déserts d’altitude. Le site choisi bénéficie en moyenne de 270 nuits claires par an.

Source: Wikipedia

La mission principale du Vera C. Rubin Observatory sera de mener une enquête de 10 ans du ciel sud disponible dans son intégralité, créant un enregistrement en accéléré de la moitié de l’univers (en raison de la courbure de la Terre, un projet similaire dans l’hémisphère nord serait nécessaire pour obtenir une vue complète de l’ensemble de l’Univers).

L’enquête s’appelle le Legacy Survey of Space and Time (LSST), et devrait générer plus de données que tous les autres télescopes optiques terrestres réunis dès sa première année, soit 20 térawoctets de données chaque nuit.

Vera C. Rubin Telescope Specs: Power, Resolution, and Imaging

C’est de loin le télescope d’enquête le plus puissant jamais construit, et cela se reflète dans ses spécifications techniques.

Le projet a duré 29 ans, de la conception à l’achèvement (1996‑2025), dont 10 ans de construction active.

Le miroir principal mesure 8,4 m de diamètre (27,5 pi) et pèse 16 783 kg (37 000 lb), auquel s’ajoute un miroir secondaire de 3,5 m (11,4 pi). Le poids total du télescope est d’environ 350 tonnes métriques (~386 tonnes américaines).

Le miroir principal a parcouru 7 000 miles de Tucson, AZ, jusqu’au sommet de la montagne au Chili — et disposait de moins d’un pied (~30 cm) d’espace pour passer à travers un tunnel routier en cours de route.

L’optique comprend trois lentilles correctrices pour réduire les aberrations optiques, la première lentille, de 1,55 m de diamètre, étant la plus grande jamais construite.

Source: Wikipedia

La caméra utilisée pour capturer les images mesure 1,65 m de haut et 3,65 m de long (5,4 x 12 pi), atteignant une résolution de 3 200 mégapixels. Autrement dit, il faudrait environ 400 écrans de télévision Ultra HD pour afficher une seule image Rubin.

La caméra prendra 1 000 photos chaque nuit (une toutes les 5 secondes), pour un total de 2 millions de photos prises pendant les 10 ans du LSST. Cela est rendu possible grâce à un moteur puissant déplaçant rapidement la monture de 220 tonnes sans vibration.

Source: Wikipedia

Elle possède un champ de vision large, capable de capturer des images d’une zone du ciel 45 fois plus grande que la pleine lune.

Source: Wikipedia

Les images sont traitées avec six filtres différents, offrant une large gamme allant du proche ultraviolet à l’infrarouge.

Source: Vera C. Rubin Observatory

Au total, le Vera C. Rubin Observatory devrait pouvoir détecter dans le ciel nocturne sud 17 milliards d’étoiles, 20 milliards de galaxies, 10 millions de supernovas et 6 millions d’objets du Système solaire.

Le projet a impliqué plus de 30 pays et compte 130 employés à plein temps (80 aux États‑Unis / 50 au Chili).

Legacy Survey of Space and Time (LSST)

The primary goals of the LSST are:

• Understanding the nature of dark matter and dark energy
• Mapping the Milky Way
• Creating an inventory of the Solar System
• Exploring the transient optical sky (studying objects that move or change in brightness).

Fitting for a telescope named after the discoverer of the phenomenon, so far explained by dark matter, this goal of the LSST will catalog millions of galaxies.

La taille et la masse d’un amas (ou « halo ») qui peut devenir une galaxie dépendent des propriétés de la matière noire.

Si nous observons un grand nombre de petites galaxies, cela confirmerait notre meilleure hypothèse actuelle concernant les propriétés de la matière noire.

The mapping of our galaxy, the Milky Way, will help us understand how it formed, including how it previously absorbed smaller galaxies, forming “streams” of stars, of which 23 are already known.

La cartographie de notre galaxie, la Voie lactée, nous aidera à comprendre comment elle s’est formée, y compris comment elle a absorbé auparavant des galaxies plus petites, créant des « courants » d’étoiles, dont 23 sont déjà connus.

Comme le Rubin Observatory observera et prendra des images de l’ensemble du ciel nocturne sud tous les trois nuits, il pourra réaliser un enregistrement en accéléré du ciel complet tous les 3 jours.

En conséquence, nous pourrons immédiatement savoir si quelque chose a changé. La plupart des découvertes seront des objets dont la luminosité varie.

Cela sera particulièrement important pour détecter des supernovas, mais aussi des éruptions solaires sur d’autres étoiles que notre Soleil, ou des objets stellaires plus exotiques comme les étoiles à neutrons.

Il pourrait même détecter des événements rares tels que la collision d’étoiles à neutrons ou de trous noirs entre eux, ou des étoiles déchirées par des trous noirs.

Enfin, les objets spatiaux proches semblent se déplacer beaucoup plus rapidement que les objets de fond. Ainsi, les images régulières montrent un point lumineux se déplaçant rapidement, révélant qu’il s’agit d’astéroïdes proches.

Nous connaissons environ un million de tels astéroïdes et comètes, mais les scientifiques suspectent qu’il existe au moins plusieurs dizaines de millions d’autres encore non découverts, car ces objets sont difficiles à repérer : ils sont petits, éloignés et généralement sombres.

Notamment, les scientifiques ont trouvé moins de 30 % d’astéroïdes de plus de 140 m (460 pieds) de taille. Les découvertes de Rubin porteront ce pourcentage à 60‑90 %.

Il est également important de noter que le télescope pourrait détecter des objets provenant de l’extérieur du système solaire, et il semble déjà l’avoir fait. (Voir ci‑dessous les résultats des premières observations pour plus d’informations à ce sujet.)

Rubin Observatory’s Data Processing Pipeline

20 terabytes of data per day is a massive amount to process. This is the equivalent of three years of watching Netflix, or over 50 years of listening to Spotify.

20 térawoctets de données par jour représentent une quantité massive à traiter. C’est l’équivalent de trois ans de visionnage de Netflix, ou de plus de 50 ans d’écoute sur Spotify.

Rubin émettra en temps réel, en moins de 60 secondes, des alertes publiques mondiales pour les objets qui ont bougé ou changé. Cela aidera d’autres scientifiques à orienter leurs propres télescopes vers les nouveaux objets d’intérêt découverts.

Ces résultats seront toutefois filtrés dans une installation classifiée du gouvernement américain en Californie pour les satellites espions classifiés et d’autres données confidentielles, qui seront publiés sans censure seulement trois jours plus tard.

Le transfert et la collecte des données utilisent plusieurs câbles à fibre optique, dont certains spécialement installés pour le télescope, et impliquent de nombreuses universités et instituts de recherche.

Les données seront accessibles via Internet grâce au portail en ligne Rubin Science Platform. Elles seront accessibles à tous les scientifiques aux États‑Unis et au Chili, ainsi qu’aux membres du programme de contribution de Rubin. Après deux ans, toute personne dans le monde pourra accéder aux données de Rubin.

Rubin Observatory First Light: Early Discoveries

Nebulae & Galaxies

On June 23rd of 2025, the first images from the Vera C. Rubin Observatory were released.

Source: Vera C. Rubin Observatory

Et même s’il ne s’agissait que d’un test de calibration, cela a déjà produit des résultats qui ont impressionné la communauté scientifique. Parmi les images publiées figuraient les nébuleuses Triffid et Lagoon, un nuage lumineux et coloré de gaz et de poussière situé à environ 5 000 années‑lumière, ainsi que le groupe de la Vierge, le plus grand amas de galaxies le plus proche de notre propre Voie lactée, à environ 55 millions d’années‑lumière de la Terre.

Des étoiles imposantes aux galaxies tentaculaires, Rubin transforme les poches d’espace apparemment vides en tapis scintillants.

Pulsating Stars

The Rubin telescope found 46 subtly pulsating stars, which vary in brightness over time, usually over the course of less than a day.

Au cours des 10 prochaines années, Rubin détectera jusqu’à environ 100 000 de ces étoiles s’étendant à plus d’un million d’années‑lumière, permettant aux scientifiques de cartographier les confins de notre Galaxie et d’explorer la structure du halo galactique qui entoure la Voie lactée et s’étend presque à mi‑chemin de notre voisine la plus proche, la galaxie d’Andromède.

A Swarm Of New Asteroids

These preliminary images have also revealed 2104 new asteroids in the Solar System. It includes:

• 2015 asteroids in the main asteroid belt.
• 7 near-Earth objects.
• 11 Jupiter Trojans (sharing Jupiter’s orbit).
• 9 trans-Neptunian objects (icy objects beyond Neptune’s orbit).

An Unexpected Interstellar Visitor

However, what no one expected to be found in this initial round of testing was an asteroid/comet coming from outside our solar system.

Ce n’est pas tant parce que ces types d’objets ne peuvent pas être détectés par le Vera C. Rubin Observatory – il est parfaitement conçu pour repérer de tels objets interstellaires rapides et de faible luminosité – mais parce qu’ils sont supposés être très rares. En en trouver un remet rapidement en question cette attente.

Source: NASA

Il a été nommé 3I/ATLAS, étant le seul troisième objet spatial de ce type jamais détecté, après « 1I/Oumuamua » découvert le 19 octobre 2017 et 2I/Borisov découvert le 29 août 2019.

L’objet semble être une comète, ce qui rend difficile la détermination de sa taille exacte, son noyau étant caché derrière le halo de la comète composé de gaz et de glace.

Source: Universe Today

Il paraît néanmoins massif, avec des estimations de taille allant d’un peu moins d’un kilomètre à 11 kilomètres. Sa trajectoire et sa vitesse suggèrent qu’il pourrait provenir du cœur de la galaxie et avoir plus de 7 milliards d’années, voire plus que l’ensemble du système solaire.

Maintenant qu’il a été détecté, des télescopes plus puissants avec un champ de vision plus étroit passeront probablement les prochains mois à étudier ATLAS alors qu’il se rapproche de notre Soleil, très près de l’orbite de Mars, avant de quitter notre système solaire à jamais.

Source: NASA

Conclusion

The Vera C. Rubin Observatory is a remarkable feat of engineering and scientific achievement, becoming by far the world’s largest survey telescope ever made.

Le Vera C. Rubin Observatory est une prouesse remarquable d’ingénierie et de réalisation scientifique, devenant de loin le plus grand télescope d’enquête jamais construit.

Il ne fait que commencer, et a déjà découvert des milliers de nouveaux astéroïdes, ainsi que le troisième objet interstellaire jamais détecté à visiter notre Système solaire.

Cela illustre le potentiel incroyable de ce nouvel outil astronomique. Bien plus est attendu au cours des 10 prochaines années d’observation, qui devraient cataloguer et observer des dizaines de millions d’astéroïdes, d’étoiles, de supernovas et de galaxies.

Le télescope sera probablement la source de nombreux nouveaux points d’intérêt dans le ciel pour les astronomes du monde entier, qui étudieront ensuite davantage les étoiles variables, les trous noirs et les astéroïdes.

Dans l’ensemble, Rubin devrait faire progresser notre compréhension de l’Univers d’un bond majeur, tout en nous offrant une compréhension détaillée et un catalogue exhaustif de tout ce qui compose notre Système solaire.

Investing in Aerospace

Intuitive Machines

Des projets comme le Vera C. Rubin Observatory sont principalement financés par des fonds philanthropiques et publics, car ils ne sont pas susceptibles de générer un retour sur investissement direct.

Cependant, en cataloguant l’ensemble du système solaire, cela nous rapproche du moment où nous pourrons commencer à envoyer des missions automatisées ou habitées pour exploiter les astéroïdes, en particulier les objets proches de la Terre. Ce type de projet sera probablement la prochaine étape ou sera réalisé en parallèle du retour des missions habitées vers la Lune, prévu dans les années à venir.

Fondée en 2013 à Houston, Texas, Intuitive Machines est, pour l’instant, une entreprise très « orientée Lune », comme l’indique son symbole boursier, et a déjà été sélectionnée pour 4 missions lunaires de la NASA, employant plus de 400 personnes.

Source: Intuitive Machines

C’est la première entreprise commerciale à avoir atterri avec succès et transmis des données scientifiques depuis la Lune. Elle a également réalisé le premier lancement d’un moteur LOx/LCH4 (oxygène liquide, méthane liquide) dans l’espace.

L’entreprise travaille sur de nombreux projets qui constitueront la base d’une infrastructure lunaire pour l’exploration et la colonisation.

Le premier est le « service de transmission de données », la technologie étant testée, et visant finalement à aboutir à une constellation de transmission de données lunaires autour de l’orbite de la Lune.

Source: Intuitive Machines

La deuxième partie est l’« Infrastructure en tant que service ». Elle devrait inclure un LTV capable d’opérations autonomes, le service de télécommunication et les services de localisation GPS.

Source: Intuitive Machines

Le dernier segment est la livraison de matériel à la surface lunaire. Jusqu’à présent, l’entreprise a livré des charges utiles scientifiques avec le atterrisseur Nova-C, un atterrisseur de 4,3 m de haut (14 pi) capable de livrer 130 kg de charge utile sur la Lune.

L’étape suivante sera le atterrisseur Nova-D, capable de livrer 1 500‑2 500 kg de matériel sur la Lune. Cette capacité de charge et cette taille seront nécessaires pour la livraison du Lunar Terrain Vehicle (LTV), ainsi que du réacteur nucléaire de puissance de surface de 40 kW attendu pour alimenter la base lunaire.

Source: Intuitive Machines

L’entreprise a décroché de nombreux contrats précieux avec la NASA, par exemple le contrat Near Space Network, d’une valeur potentielle maximale de 4,82 milliards de dollars.

La décision finale de la NASA concernant le contrat LTV parmi les trois fournisseurs potentiels est attendue pour la fin 2025, et vaudrait également jusqu’à 4,6 milliards de dollars.

En plus de la NASA, l’entreprise cherche à diversifier sa clientèle, ayant été sélectionnée en avril 2025 pour une subvention allant jusqu’à 10 M$ de la Texas Space Commission. Cela soutiendra le développement d’un véhicule de rentrée atmosphérique terrestre et d’un laboratoire de fabrication orbitale destiné à permettre la biomanufacture en microgravité.

Ce véhicule de rentrée offrira également une option de secours et réduira les risques pour les futures missions de retour d’échantillons lunaires de l’entreprise.

Un autre projet est le développement de satellites furtifs nucléaires à faible puissance pour un contrat du laboratoire de recherche de l’Air Force, JETSON.

Alors que l’entreprise atteint un point de flux de trésorerie disponible positif au premier trimestre 2025, et grâce au contrat de télécommunication lunaire, elle devient désormais beaucoup plus sûre pour les investisseurs, passant d’une start‑up qui brûle du cash à un prestataire de services établi pour l’économie spatiale en pleine croissance.

Comme le développement de nouveaux instruments pour le LTV le montre, la NASA ne renoncera pas au projet Artemis, même si des éléments comme la fusée SLS pourraient être révisés. Ainsi, l’avenir des fournisseurs d’équipements annexes comme Intuitive semble prometteur.

Et cela pourrait constituer la pierre angulaire d’une exploration plus profonde de l’espace et de l’utilisation des ressources spatiales, soutenue par les données générées par un télescope tel que le Vera C. Rubin Observatory.

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