La radioastronomie pour stimuler la recherche et l'industrie suisses
Le télescope Square Kilometre Array (SKA) promet de révolutionner notre connaissance de l’Univers et les lois de la physique fondamentale, en étudiant la lumière des objets célestes dans la gamme des radiofréquences. La Suisse s’est engagée à consacrer 33.6 millions de francs au projet pendant la période 2021-2030, dédiée à la construction et aux premières opérations du télescope.
Aujourd’hui, la radioastronomie est un domaine bien établi de l’astronomie. Elle a permis de découvrir de nouveaux objets célestes, et plus généralement de nouvelles classes d’objets tels que les quasars, masers, pulsars, radiogalaxies ou, plus récemment, les sursauts radio rapides. Le rayonnement cosmologique de fond, considéré comme une preuve étayant la théorie du Big Bang, a également été découvert grâce à des observations radioastronomiques, en 1965.
En premier lieu, on déploiera des centaines d’antennes paraboliques en Afrique du Sud pour constituer le télescope SKA-mid. En parallèle, on montera plus de 130 antennes à basse fréquence en Australie pour mettre sur pied le télescope SKA-low. Pour finir, on développera ces réseaux radio jusqu’à dépasser le kilomètre carré de surface de collecte pour détecter des fréquences radio, afin d’augmenter encore plus la sensibilité et la résolution. Les travaux de construction des télescopes SKA ont commencé à la mi 2021.
Le puissant observatoire radio devrait être opérationnel vers la fin de cette décennie. Il collectera d’énormes quantités de données que l’on devra synchroniser, automatiser, stocker, traiter et distribuer aux partenaires du monde entier. La Suisse compte impliquer des partenaires industriels et techniques, et fournir son expertise dans le développement de récepteurs de pointe pour les antennes paraboliques, mais aussi dans la mesure du temps, l’automation, le traitement de signal et les big data.
En contrepartie, la Suisse aura accès aux vastes quantités de données (~650 Peta Bytes/année) que généreront les télescopes SKA pour la recherche fondamentale, comme stipulé dans un white paper de la communauté suisse d’astrophysique. Elles couvriront notamment les domaines de la cosmologie, de l’énergie noire et de l’astrobiologie. La participation suisse à la construction et à l’exploitation du SKAO génère également de nombreuses opportunités pour les entreprises suisses de technologie, qui peuvent se positionner sur ce marché unique. D’après de premières projections du Swiss Industry Liaison Office, le SKAO devrait attribuer au moins un cinquième de la contribution helvétique à des entreprises du pays.
La Suisse compte également renforcer sa participation au développement du Centre régional européen SKA (SRC), afin de transformer les données en produits scientifiques à même d’améliorer notre compréhension de l’Univers et des événements astrophysiques. La branche helvétique du SRC servira aussi d’interface pour fournir les données aux scientifiques du pays.
La participation suisse repose sur un consortium fort d’institutions scientifiques*, appelé SKACH, partiellement financé par le Secrétariat d’Etat à l’éducation, la recherche et l’innovation (SERI). Ces cinq dernières années, L'EPFL a mené l'engagement suisse au niveau national. A l’avenir, il sera dirigé par l’EPFL et un solide contingent de huit autres institutions.
A la Maison Suisse de Davos, les instigateurs clés de la coopération suisse au SKAO se sont réunis pour parler de la participation helvétique à l’Observatoire, et ce que cela implique pour le pays et pour le SKAO. L’événement a été diffusé à distance.
Premier contrat du SKAO en Suisse avec un contributeur logiciel
Fin avril, le SKAO signait son premier contrat avec un contributeur suisse pour participer à l’élaboration de ses révolutionnaires télescopes. Cet accord avec Cosylab répond à l’engagement de l’Observatoire, qui assure que les entreprises des pays membres bénéficient directement de leur contribution au SKAO.
Cosylab — une contraction de Control System Laboratory — est un fournisseur majeur de systèmes de contrôle pour certains des projets les plus complexes au monde, dont le réacteur à fusion nucléaire ITER en France et l’accélérateur de particules du CERN en Suisse. Les employés de Cosylab rejoignent d’autres développeurs en mission sur les logiciels de contrôle et de surveillance des observations des télescopes SKA.
«Nos collègues de Cosylab ont un fort sens de l’innovation et s’intègrent bien dans le cadre de travail collaboratif et inclusif du SKAO, explique Nick Rees, en charge de l’informatique et des logiciels à l’Observatoire. Cette signature clôt une série de 23 contrats évalués à presque 100 millions d’euros, pour développer les logiciels des télescopes. Le processus a été long et complexe, et nous sommes ravis que Cosylab parachève ces efforts.»
Le premier test en conditions réelles du logiciel de SKA aura lieu à la fin 2023. Il concernera le déploiement de quatre antennes paraboliques et de six stations à antennes de basses fréquences. Le programme devra démontrer certaines fonctionnalités de contrôle pour le télescope, y compris de l’interférométrie de base.
Quand la construction touchera à sa conclusion, à la fin de cette décennie, le logiciel de chaque télescope devra transporter et traiter une moyenne de huit térabits de données par seconde, avant de les distribuer aux scientifiques du monde entier.
Le SKAO
Auparavant connu sous le nom d’observatoire SKA, le SKAO est une organisation intergouvernementale composée d’Etats membres issus de cinq continents, basée au Royaume-Uni. Sa mission est de construire et d’exploiter des radiotélescopes de pointe, pour transformer notre compréhension de l’Univers, et assurer un retour à la société à travers des collaborations et de l’innovation internationales.
Chacun de ses deux télescopes sera composé de centaines de paraboles et d’antennes. Ils seront construits en Afrique du Sud et en Australie, et seront les deux radiotélescopes les plus avancés au monde. Une extension ultérieure est envisagée dans les deux pays ainsi que dans des nations africaines partenaires.
Avec d’autres installations scientifiques de pointe, les télescopes du SKAO mèneront une exploration aux confins inconnus de la science, et approfondiront notre compréhension d’événements majeurs comme la formation et l’évolution des galaxies, la physique fondamentale dans les environnements extrêmes et l’origine de la vie. A travers la conception de technologies innovantes, le SKAO contribuera à la réalisation des objectifs des Nations Unies en termes de développement durable. Il bénéficiera de manière significative à ses membres et au-delà.
Le SKAO reconnaît les peuples et cultures indigènes qui ont traditionnellement vécu sur les territoires où sont déployées ses infrastructures.
SKACH
* Le consortium suisse de SKA (SKACH) inclut: Centro Svizzero di Calcolo Scientifico (CSCS), École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zurich), Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW), Haute École spécialisée de Suisse Occidentale (HES-SO), Universität Basel (UniBAS), Université de Genève (UniGE), Universität Zürich (UZH), Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW).
