Observation de l’univers

La radioastronomie est l’observation de phénomènes astronomiques grâce à la réception d’ondes radioélectriques d'origine cosmique. Les bandes de fréquences nécessaires à ces observations ont été identifiées par l’UIT sur la base des caractéristiques physiques des molécules chimiques à observer : hydrogène, vapeur d’eau, méthanol ou monoxyde de carbone par exemple. Les mesures de radioastronomie s’intègrent très souvent dans un cadre international impliquant des laboratoires de plusieurs pays.
Parce qu’ils mesurent des émissions provenant d’objets célestes très éloignés, les récepteurs de radioastronomie sont capables de détecter des ondes de puissance extrêmement faible, sans comparaison avec celles mises en jeu dans les applications terrestres. Il existe deux types d’observations radioastronomiques :

  • l’observation des raies spectrales, où le rayonnement détecté par le radiotélescope provient d’émissions spontanées (associées à des changements d’état quantique) de certains atomes ou molécules (hydrogène ou radical hydroxyde par exemple). Ces raies sont caractérisées par des fréquences centrales précises, déterminées par les caractéristiques et les modifications physiques des molécules observées ;
  • l’observation des émissions du continuum, d’origine thermique ou non (à titre d’exemple, magnétosphère de planètes ou éruptions solaires), dont le spectre radioélectrique est en revanche à large bande.
  • Pour observer les sources cosmiques, les radioastronomes utilisent soit une antenne de très grande dimension qui permet d’avoir une bonne résolution spatiale distinguant les différents objets célestes observés, soit des systèmes interférométriques combinant les mesures simultanées de plusieurs radiotélescopes situés à plusieurs milliers de kilomètres les uns des autres. Ces systèmes obtiennent des résolutions si fines qu’elles peuvent étudier la structure détaillée des sources radio lointaines. Les observations interférométriques à grand pouvoir de résolution spatiale exigent donc une réception simultanée de la même fréquence radioélectrique par des systèmes de réception largement disséminés, ce qui accentue la dimension internationale de la protection accordée à la radioastronomie : si l’un des systèmes d’observation est brouillé, l’ensemble des mesures internationales devient inexploitable.

En France existent quatre observatoires de radioastronomie : Nançay, le plateau de Bure, Maïdo sur l’île de la Réunion, Floirac.
Si la radioastronomie étudie l’univers depuis la Terre, il est aussi possible d’utiliser des satellites pour étudier les corps célestes. La recherche scientifique spatiale s’inscrit résolument dans une dynamique de coopération internationale : les programmes financièrement importants (comme par exemple les missions astronomiques Herschel observant l’univers dans le domaine des rayonnements infrarouges ou Planck visant à cartographier le bruit de fond cosmique) sont menés au sein de l’Agence spatiale européenne (ESA), qui finance les missions grâce à un budget apporté par les États membres. Les instruments embarqués font quant à eux l’objet d’apports en nature des États membres, après appel à propositions. La participation de la France à l'ESA est coordonnée par le CNES.
En complément de son action européenne, le CNES mène des programmes nationaux (comme le projet MICROSCOPE lancé en avril 2016 et dont le but est de vérifier le principe d’équivalence entre masse pesante et masse inerte, l’un des fondements de la théorie de la relativité générale) ou en coopération multilatérale (par exemple, le satellite CoRoT embarquant un télescope spatial destiné à l'étude de la structure interne des étoiles et à la recherche d'exoplanètes). Ces programmes sont généralement basés sur des micro ou des mini-satellites. Dans ces cas, le CNES s'entoure de partenaires scientifiques et industriels avec lesquels sont réalisés les programmes spatiaux qu'il conçoit.
De par leur nature intrinsèquement internationale, les systèmes de recherche spatiale n’utilisent que des fréquences harmonisées au niveau mondial via leur inscription dans le Règlement des radiocommunications de l’UIT. En France, le CNES exploite en particulier sur le site de Kourou une station de recherche spatiale dans la bande 8 400 – 8 500 MHz pour le compte des projets tels que Mars-Express, Rosetta, Herschel ou Planck.

Apportez votre contribution au plan stratégique

Enjeux connexes de la gestion des fréquences