Des objectifs de pointe

Si, par une belle nuit étoilée, vous apercevez un satellite dans le ciel, il y a quelques chances qu'un ingénieur du CSL en connaisse les instruments sur le bout des doigts. Et pour cause : qu'il s'agisse des satellites d'observation Sentinel, des télescopes Hubble et Euclid, ou encore du fameux télescope James Webb, tous abritent des instruments testés, voire conçus au CSL. Un savoir-faire qui fait la fierté de son directeur, le Pr Serge Habraken : « Nous sommes réputés au niveau européen, et même mondial, pour les tests en environnements spatiaux de tous les instruments optiques embarqués dans les satellites, ainsi que pour leur calibration et parfois même leur conception. »

Le Centre spatial a parcouru un chemin considérable depuis 1964, date du développement des instruments des premières fusées destinées à étudier les aurores boréales. « Le bâtiment qui abrite aujourd'hui nos installations a été construit en 1984, et le centre a connu un agrandissement majeur en 1994 avec le développement du télescope à rayons X XMM-Newton, un projet d'une immense envergure », retrace son directeur.

Grâce à ce type de projets, le centre a développé une réelle expertise, qui fait de lui un partenaire incontournable pour nombre d’acteurs de la conquête spatiale. Sa mission : s'assurer que les instruments envoyés dans l'espace fonctionnent parfaitement. « La plupart des satellites d'observation emmènent des instruments optiques extrêmement sensibles, souligne Serge Habraken. Or, l’espace, en raison du vide et des températures proches du zéro absolu, est un environnement extrême. Il est donc nécessaire de s'assurer qu'ils supporteront le voyage, et qu'une fois là-haut, les images qu'ils captureront restent fidèles à la réalité. »

BON POUR LE SERVICE

À cette fin, le CSL dispose d’immenses cuves de plusieurs mètres de diamètre, spécialement conçues pour accueillir ces instruments. Elles permettent de simuler le vide et les températures qu’ils rencontreront en orbite ou dans l'espace profond, ainsi que de tester leur fonctionnement dans ces conditions drastiques : « Cela se fait grâce à diverses sources lumineuses qui simulent le rayonnement que le satellite est censé capter, que ce soit de la lumière visible, de l’infrarouge ou encore des rayons UV et X. Et de plus en plus, ces sources de lumière sont conçues directement ici, au CSL. » Cette étape, dénommée la calibration, est cruciale pour la suite de la mission. « Il n’est pas seulement question d'observer une planète ou une étoile. Encore faut-il que les observations soient fiables. En recréant ici les conditions d'observation et de flux de rayonnement, nous nous assurons que l'image envoyée sur Terre soit exploitable », explique le professeur.

Une fois ces examens réussis, les instruments sont installés sur des pads de vibrations, qui testent la résistance des instruments aux conditions de décollage d'une fusée. « Ces vibrations sont d'une extrême violence, difficile à supporter », note-t-il. Et après de nouvelles vérifications de leur bon fonctionnement, ces instruments sont enfin prêts à être installés dans un satellite.

En raison du nombre de satellites aujourd’hui déployés, le CSL « fonctionne comme une entreprise, avec un personnel présent 24h sur 24 ». Ainsi, depuis plusieurs mois, les salles blanches hébergent des instruments qui seront embarqués dans les futurs satellites étudiant la météorologie pour EUMETSAT. L’un d’entre eux est conçu pour la surveillance en temps réel de la température de surface des océans et de la végétation sur Terre, en lien direct avec l’étude des changements climatiques. « Ces satellites sont devenus un pan important de notre activité, notamment pour la calibration », note Serge Habraken.

Dans un autre laboratoire, plusieurs scientifiques regardent quant à eux en direction d’autres étoiles. « Nous testons actuellement le télescope PLATO, prévu pour 2026 et dont l'objectif est de découvrir toujours plus d'exoplanètes. » Contrairement aux télescopes habituels, PLATO est composé de 26 caméras à très haute résolution qui observeront une zone du ciel considérable, et ce avec une précision inégalée. « Chaque caméra est assemblée chez nous et subit ensuite un test complet, ce qui représente plus de deux ans de travail », estime le directeur du CSL.

LES PIEDS SUR TERRE

Aussi passionnantes que soient ces missions, Serge Habraken ne s’en cache pas : « Le Graal est ailleurs. » Ce qui fait réellement rêver les scientifiques du CSL, c’est la conception même d’instruments de mesure, au rythme d’un ou deux par décennie. « Les images du Soleil que l’on a pu voir à l’occasion des dernières éruptions solaires, responsables d’aurores boréales jusqu’en Belgique, ont été obtenues grâce à un instrument que nous avons conçu et qui se trouve à bord de Solar Orbiter, explique-t-il fièrement. Ce satellite est en route vers le Soleil et nous donne déjà des images absolument remarquables. Et au cours des années précédentes, toutes les images du Soleil provenaient de Proba-2, un satellite presque 100 % belge. »

Les 60 ans du CSL seront d’ailleurs l’occasion de fêter le lancement en octobre de sa petite sœur, la sonde Proba 3, qui est aussi une première technologique mondiale. « Destinée à observer le Soleil, et en particulier sa couronne, Proba-3 est en réalité composée de deux parties. Dans l’espace, elles seront situées à 150 m l’une de l’autre. La première servira à éclipser le disque solaire, pour ne laisser apparaître que la couronne, qui sera ainsi étudiée par la deuxième », résume le directeur.

Et dans un futur proche, le CSL aura, en plus de ses missions habituelles, les deux pieds bien sur Terre. En effet, « grâce aux investissements considérables des gouvernements wallon et fédéral », le centre va s’agrandir pour accueillir une nouvelle cuve, la plus grande d’Europe. « Cette cuve de 7 m de diamètre sera destinée à accueillir des instruments de nouvelle génération toujours plus volumineux et nous permettra d’asseoir notre leadership pour les deux prochaines décennies ! », se réjouit le scientifique.

Enfin, grâce à une collaboration renforcée avec les ingénieurs de l’ULiège, le CSL se positionne pour tester les technologies du futur télescope Einstein. À la différence des télescopes classiques, le télescope Einstein sera enterré à 250 m de profondeur, à l’abri des perturbations du monde. Conçu pour détecter des ondes gravitationnelles, ces légères déformations de l’espace-temps créées par les cataclysmes cosmiques, il sera composé de trois miroirs disposés en triangle et espacés de dix kilomètres. Or, le CSL met actuellement au point « une technique révolutionnaire pour le refroidissement des miroirs ». En effet, détecter les moindres soubresauts de l’univers nécessite que ces derniers soient exempts de toute vibration. La température n’étant rien d’autre que la mesure de l’énergie résultant de la vibration des molécules, les miroirs doivent donc être refroidis au plus proche du zéro absolu. « Une fois validée, notre technique nous permettra de rester très longtemps compétitifs, même après la conception du télescope Einstein, lorsque d’autres pays construiront à leur tour ce genre de télescope », espère Serge Habraken. De quoi assurer un avenir radieux au Centre spatial de Liège.