L'Observatoire national de radioastronomie (NRAO) a rejoint une nouvelle mission spatiale de la NASA sur la face cachée de la Lune pour enquêter sur le moment où les premières étoiles ont commencé à se former dans l'univers primitif.

L'univers était sombre et brumeux pendant ses "âges sombres, " juste 380 mille ans après le Big Bang. Il n'y avait pas encore de structures productrices de lumière comme les étoiles et les galaxies, que de gros nuages ​​d'hydrogène gazeux. Alors que l'univers s'étendait et commençait à se refroidir, la gravité a entraîné la formation des étoiles et des trous noirs, qui a mis fin à l'âge des ténèbres et a initié « l'aube cosmique, « Des dizaines de millions d'années plus tard.

Pour en savoir plus sur cette période sombre du cosmos et comprendre comment et quand les premières étoiles ont commencé à se former, les astronomes tentent de capter l'énergie produite par ces nuages ​​d'hydrogène sous forme d'ondes radio, via la ligne dite des 21 centimètres.

Mais capter les signaux de l'univers primitif est extrêmement difficile. Ils sont pour la plupart bloqués par l'atmosphère terrestre, ou noyés par les transmissions radio générées par l'homme. C'est pourquoi une équipe de scientifiques et d'ingénieurs a décidé d'envoyer un petit vaisseau spatial en orbite lunaire et de mesurer ce signal tout en traversant la face cachée de la Lune, qui est radio-silencieux.

Le vaisseau spatial, appelé le Dark Ages Polarimetry Pathfinder (DAPPER), sera conçu pour rechercher des signaux radio faibles de l'univers primitif tout en opérant sur une orbite lunaire basse. Son récepteur radio spécialisé et son antenne haute fréquence sont actuellement en cours de développement par une équipe du Central Development Laboratory (CDL) du NRAO à Charlottesville, Virginie, dirigé par l'ingénieur de recherche senior Richard Bradley.

"Aucun radiotélescope sur Terre n'est actuellement en mesure de mesurer et de confirmer définitivement le très faible signal d'hydrogène neutre en provenance de l'univers primitif, car il y a tellement d'autres signaux qui sont beaucoup plus lumineux, " a déclaré Bradley. " Chez CDL, nous développons des techniques spécialisées qui améliorent le processus de mesure utilisé par DAPPER pour nous aider à séparer le signal faible de tout le bruit. " Ce projet s'appuie sur les travaux de Marian Pospieszalski qui a développé des amplificateurs à faible bruit prêts au vol. au CDL dans les années 1990 pour la très réussie Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), un vaisseau spatial qui a donné le chiffre le plus précis à ce jour pour l'âge de l'univers.

DAPPER fera partie du programme Artemis de la NASA dans le but d'atterrir "la première femme et le prochain homme" sur la Lune d'ici 2024. Il sera probablement lancé à proximité de la passerelle lunaire, la station spatiale prévue en orbite lunaire destinée à servir de centre de communication et de laboratoire scientifique. Parce qu'il est capable de tirer parti de l'intérêt croissant pour l'envoi d'humains sur le sol lunaire, DAPPER sera beaucoup moins cher à construire et plus compact qu'une mission à grande échelle de la NASA.

NRAO passera les deux prochaines années à concevoir et développer un prototype pour le récepteur DAPPER, après quoi il ira au Space Sciences Laboratory de l'UC Berkeley pour des tests environnementaux spatiaux.

« NRAO est très heureux de travailler sur cette importante initiative, " a déclaré Tony Beasley, directeur de la NRAO et vice-président d'Associated Universities Inc. pour les opérations de radioastronomie. « Les contributions de DAPPER au succès de la mission ARTEMIS de la NASA s'appuieront sur la croissance rapide de la recherche en radioastronomie spatiale que nous avons observée au cours de la dernière décennie. En tant que principale organisation de radioastronomie au monde, NRAO cherche toujours de nouveaux horizons, et DAPPER est le début d'un domaine passionnant."

DAPPER est une collaboration entre les universités de Colorado-Boulder et California-Berkeley, l'Observatoire national de radioastronomie, Bradford Space Inc., et le Centre de recherche Ames de la NASA. Jack Burns de l'Université du Colorado Boulder est chercheur principal et président de l'équipe scientifique. Site web du projet pour DAPPER.