Un Boeing 747, avion commercial standard, avec un trou béant découpé dans le flanc arrière du fuselage, ouvert en plein vol à 13 kilomètres d’altitude. Ce n’est pas de la science-fiction : c’est exactement ce qu’a fait la NASA avec SOFIA, l’Observatoire stratosphérique pour l’astronomie infrarouge, un projet mené avec l’agence spatiale allemande DLR pendant plus d’une décennie. À bord, un télescope de 2,7 mètres de diamètre pointait ses miroirs vers le ciel à travers une porte coulissante, transformant un ancien jet de ligne en observatoire volant.

Sommaire

1. Un avion de ligne devenu télescope géant
2. Voler au-dessus de la vapeur d’eau, la vraie raison de ce délire technique
3. Huit ans de vols scientifiques, puis l’arrêt en 2022
4. Retraite méritée dans le désert de l’Arizona

Un avion de ligne devenu télescope géant

L’appareil qui a servi de support à cette prouesse n’a rien d’un prototype construit sur mesure. C’est un Boeing 747SP, la version raccourcie du long-courrier, taillée pour les vols particulièrement longs. Livré à la compagnie Pan Am en 1977, il est revendu à United Airlines en 1986. La NASA le rachète en 1997, avant de lui faire subir une véritable opération à cœur ouvert : la responsabilité des importantes modifications effectuées pour installer le télescope dans la partie arrière du fuselage revient à l’agence, épaulée par l’industriel Raytheon pour les travaux techniques les plus délicats.

Le résultat de cette adaptation tient dans une ouverture spectaculaire. Le télescope est pointé à travers une porte coulissante aménagée entre les ailes et l’empennage arrière, haute de 5,5 mètres et large de 4,1 mètres, qui peut être ouverte en vol. Derrière cette trappe se cache un instrument optique impressionnant : un miroir primaire de 2,7 mètres, pour un diamètre effectif de 2,5 mètres, pesant à lui seul près de 17 tonnes selon les données transmises par les équipes du projet. De quoi transformer la soute arrière d’un long-courrier en laboratoire d’astrophysique.

Ce qui frappe le plus, c’est l’absence de compromis sur la sécurité. Le fait que le fuselage soit en partie exposé au vide n’a pas d’influence sur les qualités de vol et l’aérodynamique de l’avion, précise la description technique du programme. Le télescope, lui, était installé dans une section totalement séparée du reste de la cabine par une paroi étanche, permettant à l’équipage et aux chercheurs de travailler dans un environnement pressurisé pendant que l’instrument affrontait le vide stratosphérique juste derrière la cloison.

Voler au-dessus de la vapeur d’eau, la vraie raison de ce délire technique

Pourquoi s’infliger un tel casse-tête d’ingénierie plutôt que de construire un observatoire au sol ? La réponse tient en un mot : l’eau. Depuis la surface terrestre, même perchés sur les plus hauts sommets, les télescopes infrarouges se heurtent à un mur invisible. SOFIA volait à des altitudes comprises entre 39 000 et 45 000 pieds, au-dessus de 99% de la vapeur d’eau de la Terre, permettant aux scientifiques d’observer des objets célestes dans le spectre infrarouge que les télescopes au sol ne peuvent souvent pas détecter à cause de l’humidité atmosphérique.

La vapeur d’eau agit comme un filtre qui absorbe justement les longueurs d’onde infrarouges recherchées par les astronomes pour étudier la formation des étoiles ou la composition des atmosphères planétaires. En grimpant à plus de 13 kilomètres, l’avion échappait à l’essentiel de cette barrière. Des travaux scientifiques publiés sur le programme évoquent même une couche d’eau résiduelle une centaine de fois plus faible qu’au niveau des meilleurs sites terrestres. Contrairement à un satellite, l’avion revenait chaque matin sur le tarmac, ce qui permettait de changer les instruments scientifiques, de faire de la maintenance et d’ajuster les vols en fonction d’événements astronomiques rares, un luxe qu’aucun télescope spatial ne peut s’offrir.

Huit ans de vols scientifiques, puis l’arrêt en 2022

Le premier vol d’essai a eu lieu en 2007, mais il aura fallu attendre 2010 pour que l’instrument capte ses premières données, avec une observation de l’étoile Antares. Le programme est ensuite monté en puissance jusqu’à ses opérations scientifiques complètes à partir de 2014. Sur toute sa carrière, l’avion a réalisé plus de 900 vols, accumulant des observations sur la formation des étoiles, les atmosphères de Jupiter ou de la lune Triton, les trous noirs et les supernovae.

La fin du programme n’a pourtant pas fait l’unanimité. Le 28 avril 2022, la NASA et l’agence spatiale allemande ont annoncé qu’elles cesseraient d’exploiter SOFIA, malgré les mises en garde de scientifiques allemands et américains. Les coûts de fonctionnement d’un observatoire volant, avec équipage, carburant et maintenance d’un 747 vieillissant, pesaient lourd dans la balance face aux instruments spatiaux plus récents. Après plus de huit ans de découvertes scientifiques, SOFIA a achevé sa mission en septembre 2022. La date précise de la dernière observation scientifique est le 29 septembre 2022.

Retraite méritée dans le désert de l’Arizona

Le 13 décembre 2022, l’avion a effectué son ultime vol commercial, celui-là même qui l’a conduit de la base californienne de Palmdale jusqu’à Tucson, en Arizona. Les équipes ont ensuite déplacé l’avion de la base aérienne de Davis-Monthan vers le musée Pima Air and Space, où il repose désormais. Le trajet final, effectué au sol sur des routes de terre pour une partie du parcours, aura duré environ trois heures, un convoi suffisamment inhabituel pour nécessiter la fermeture de certaines routes au public.

Avant son installation définitive, certains équipements allemands ont quitté l’appareil pour retourner outre-Rhin, notamment le miroir secondaire du télescope et l’imageur du plan focal, la caméra principale de l’observatoire. Le musée Pima, l’un des plus vastes musées aérospatiaux au monde avec ses six hangars et ses 80 hectares d’exposition en plein air, travaille depuis à la mise en valeur définitive de l’appareil pour le public. L’avion surnommé Clipper Lindbergh, qui a porté des passagers pour Pan Am puis United avant de scruter les confins de l’univers, termine ainsi sa carrière non pas démantelé, mais figé pour l’éternité dans le désert de Sonora, porte du télescope probablement close pour de bon.

Sources : futura-sciences.com | cults3d.com