À la suite d'un examen des évaluations techniques qui ont révélé que des dommages à l'observatoire d'Arecibo ne peuvent pas être stabilisés sans risque pour les travailleurs de la construction et le personnel de l'installation, la National Science Foundation des États-Unis commencera à planifier le déclassement du télescope de 305 mètres, qui pendant 57 ans a servi de ressource de classe mondiale pour la radioastronomie, planétaire, Système solaire et recherche géospatiale.

La décision intervient après que la NSF a évalué plusieurs évaluations par des sociétés d'ingénierie indépendantes qui ont découvert que la structure du télescope risquait une défaillance catastrophique et que ses câbles pourraient ne plus être capables de supporter les charges pour lesquelles ils ont été conçus. Par ailleurs, plusieurs évaluations ont indiqué que toute tentative de réparation pourrait mettre les travailleurs en danger de mort. Même en cas de réparations en cours, les ingénieurs ont découvert que la structure présenterait probablement des problèmes de stabilité à long terme.

"NSF donne la priorité à la sécurité des travailleurs, Le personnel et les visiteurs de l'Observatoire d'Arecibo, qui rend cette décision nécessaire, bien que malheureux, " a déclaré le directeur de la NSF, Sethuraman Panchanathan. " Pendant près de six décennies, l'Observatoire d'Arecibo a servi de phare pour une science révolutionnaire et à quoi peut ressembler un partenariat avec une communauté. Bien qu'il s'agisse d'un changement profond, nous chercherons des moyens d'aider la communauté scientifique et de maintenir cette relation solide avec le peuple de Porto Rico."

Les ingénieurs examinent le télescope de 305 mètres de l'observatoire d'Arecibo depuis août, lorsqu'un de ses câbles de support s'est détaché. NSF a autorisé l'Université de Floride centrale, qui gère Arecibo, de prendre toutes les mesures raisonnables et d'utiliser les fonds disponibles pour remédier à la situation tout en garantissant que la sécurité demeure la priorité absolue. L'UCF a agi rapidement, et le processus d'évaluation suivait le calendrier prévu, compte tenu de l'âge de l'installation, la complexité de la conception et le risque potentiel pour les travailleurs.

Les équipes d'ingénierie avaient conçu et étaient prêtes à mettre en œuvre la stabilisation structurelle d'urgence du système de câbles auxiliaires. Alors que l'observatoire s'occupait de la livraison de deux câbles auxiliaires de remplacement, ainsi que deux câbles provisoires, un câble principal s'est rompu sur la même tour le 6 novembre. Sur la base des contraintes exercées sur le deuxième câble rompu, qui aurait dû être tout à fait dans sa capacité à fonctionner sans se rompre, les ingénieurs ont conclu que les câbles restants sont probablement plus faibles que prévu à l'origine.

« La direction de l'Observatoire d'Arecibo et de l'UCF a fait un travail louable pour remédier à cette situation, agir rapidement et poursuivre toutes les options possibles pour sauver cet incroyable instrument, " dit Ralph Gaume, directeur de la division des sciences astronomiques de la NSF. "Jusqu'à ce que ces évaluations arrivent, notre question n'était pas de savoir si l'observatoire devait être réparé mais comment. Mais à la fin, une prépondérance de données a montré que nous ne pouvions tout simplement pas le faire en toute sécurité. Et c'est une ligne que nous ne pouvons pas franchir."

La portée du plan de déclassement de la NSF se concentrerait uniquement sur le télescope de 305 mètres et vise à préserver en toute sécurité d'autres parties de l'observatoire qui pourraient être endommagées ou détruites en cas d'incident imprévu, effondrement catastrophique. Le plan vise à conserver autant que possible l'infrastructure restante de l'observatoire d'Arecibo, afin qu'il reste disponible pour de futures missions de recherche et d'enseignement.

Le processus de démantèlement consiste à élaborer un plan d'exécution technique et à s'assurer du respect d'une série de dispositions légales, environnemental, les exigences de sécurité et culturelles au cours des prochaines semaines. NSF a autorisé un relevé photographique haute résolution à l'aide de drones, et envisage des options pour une évaluation médico-légale du câble cassé - si une telle action pouvait être effectuée en toute sécurité - pour voir si de nouvelles preuves pourraient éclairer les plans en cours. Ces travaux ont déjà commencé et se poursuivront tout au long de la planification du déclassement. Les équipements et autres matériaux seront temporairement déplacés vers des bâtiments situés en dehors de la zone de danger. Une fois tous les préparatifs nécessaires effectués, le télescope serait soumis à un démontage contrôlé.

Après la mise hors service du télescope, La NSF aurait l'intention de rétablir les opérations dans des actifs tels que l'installation LIDAR de l'observatoire d'Arecibo - un outil de recherche géospatiale précieux - ainsi que dans le centre d'accueil et l'installation hors site de Culebra, qui analyse les données de couverture nuageuse et de précipitation. La NSF chercherait également à explorer les possibilités d'étendre les capacités éducatives du centre d'apprentissage. Les mesures de sécurité dues à la pandémie de COVID-19 resteront en place le cas échéant.

Certaines opérations d'Arecibo impliquant l'analyse et le catalogage des données archivées collectées par le télescope se poursuivraient. UCF a sécurisé des capacités améliorées de stockage et d'analyse dans le cloud en 2019 grâce à un accord avec Microsoft, et l'observatoire travaille à migrer les données sur site vers des serveurs en dehors de la zone touchée.

Les zones de l'observatoire qui pourraient être affectées par un effondrement incontrôlé ont été évacuées depuis la rupture du câble en novembre et resteront fermées au personnel non autorisé pendant le démantèlement. La NSF et l'UCF s'efforceront de minimiser les risques dans la région en cas d'effondrement inattendu. La NSF a donné la priorité à un processus approfondi dans le but d'éviter un tel événement.

La NSF reconnaît l'importance culturelle et économique de l'observatoire d'Arecibo à Porto Rico, et comment le télescope sert d'inspiration pour les Portoricains envisageant l'éducation et l'emploi dans les STEM. L'objectif de NSF est de travailler avec le gouvernement portoricain et d'autres parties prenantes et partenaires pour explorer la possibilité d'appliquer les ressources de l'Observatoire d'Arecibo à des fins éducatives.

« Au cours de sa vie, L'Observatoire d'Arecibo a contribué à transformer notre compréhension de l'ionosphère, nous montrant comment la densité, la composition et d'autres facteurs interagissent pour façonner cette région critique où l'atmosphère terrestre rencontre l'espace, " a déclaré Michael Wiltberger, chef de la section géospatiale de la NSF. « Bien que je sois déçu par la perte de capacités d'enquête, Je pense que ce processus est une étape nécessaire pour préserver la capacité de la communauté des chercheurs à utiliser les autres atouts de l'Observatoire d'Arecibo et, espérons-le, garantir que des travaux importants puissent se poursuivre dans l'installation. »

Résumé d'ingénierie

Le télescope de l'Observatoire d'Arecibo se compose d'une antenne parabolique 1, 000 pieds (305 mètres) de diamètre avec une plate-forme d'instruments de 900 tonnes suspendue à 450 pieds au-dessus. La plate-forme est suspendue par des câbles reliés à trois tours.

Le 10 août, 2020, un câble auxiliaire a échoué, glissant de sa douille dans l'une des tours et laissant une entaille de 100 pieds dans le plat ci-dessous. La NSF a autorisé l'Observatoire d'Arecibo à prendre toutes les mesures raisonnables et à utiliser les fonds disponibles, qui s'élevait à des millions de dollars, pour sécuriser l'analyse et l'équipement nécessaires pour faire face à la situation. Les ingénieurs travaillaient pour déterminer comment réparer les dommages et déterminer l'intégrité de la structure lorsqu'un câble principal connecté à la même tour s'est rompu le 6 novembre.

Le deuxième câble rompu était inattendu - les évaluations techniques après la défaillance du câble auxiliaire ont indiqué que la structure était stable et que le processus de planification pour remettre le télescope en service était en cours. Les ingénieurs ont ensuite découvert que ce câble principal de 3 pouces s'était cassé à environ 60% de ce qui aurait dû être sa résistance à la rupture minimale pendant une période de temps calme, soulevant la possibilité que d'autres câbles soient plus faibles que prévu.

Les inspections des autres câbles ont révélé de nouvelles ruptures de fil sur certains des câbles principaux, qui étaient à l'origine de la structure, et la preuve d'un glissement important au niveau de plusieurs prises retenant les câbles auxiliaires restants, qui ont été ajoutés lors d'un réaménagement dans les années 1990 qui a ajouté du poids à la plate-forme d'instruments.

Thornton Tomasetti, la firme d'ingénierie de référence mandatée par UCF pour évaluer la structure, a constaté qu'étant donné la probabilité de défaillance d'un autre câble, les travaux de réparation sur le télescope, y compris les mesures d'atténuation pour le stabiliser en vue de travaux supplémentaires, seraient dangereux. Des tests de résistance pour capturer une mesure plus précise de la résistance des câbles restants pourraient effondrer la structure, Thornton Tomasetti trouvé. L'entreprise a recommandé une démolition contrôlée pour éliminer le danger d'un effondrement inattendu.

"Bien que cela nous attriste de faire cette recommandation, nous pensons que la structure doit être démolie de manière contrôlée dès que possible, " a déclaré la lettre de recommandation d'action soumise par Thornton Tomasetti. " C'est donc notre recommandation de planifier rapidement le déclassement de l'observatoire et d'exécuter une démolition contrôlée du télescope. "

L'UCF a également embauché deux autres sociétés d'ingénierie pour évaluer la situation. L'un a recommandé une action de stabilisation immédiate. L'autre, après avoir examiné le modèle de Thornton Tomasetti, a convenu qu'il n'y avait aucune mesure à prendre pour vérifier en toute sécurité la stabilité de la structure et a déconseillé d'autoriser le personnel sur les plates-formes ou les tours du télescope.

« Un travail critique reste à faire dans le domaine des sciences de l'atmosphère, sciences planétaires, radioastronomie et radar astronomie, " Le président de l'UCF, Alexander N. Cartwright, a déclaré. " L'UCF est prête à utiliser son expérience avec l'observatoire pour se joindre à d'autres parties prenantes dans la poursuite du type d'engagement et de financement nécessaires pour continuer et s'appuyer sur les contributions d'Arecibo à la science. "

Après avoir reçu les évaluations contractuelles, La NSF a fait appel à une société d'ingénierie indépendante et à l'Army Corps of Engineers pour examiner les résultats. L'entreprise embauchée par la NSF a souscrit aux recommandations de Thornton Tomasetti et s'est déclarée préoccupée par le danger important d'un effondrement incontrôlé. L'Army Corps of Engineers a recommandé de recueillir des preuves photographiques supplémentaires de l'installation et une évaluation médico-légale complète du câble rompu.

Étant donné que tout scénario de stabilisation ou de réparation exigerait que les travailleurs se trouvent sur ou à proximité de la structure du télescope, le degré d'incertitude sur la résistance des câbles et les efforts extrêmes en jeu, La NSF a accepté la recommandation de se préparer au déclassement contrôlé du télescope de 305 mètres.