By akademiotoelektronik, 26/08/2022

L’Espace est en train de changer, et le télescope Webb n’est qu’un début

L’attente est longue et pénible pour les astronomes. Le télescope James Webb s’apprête à effectuer sa dernière orbite autour du Soleil à « L2 », un point de l’espace situé à environ 1,5 million de kilomètres de la Terre. Ce point permet au télescope, l’instrument le plus sensible et le plus sophistiqué jamais placé dans l’espace, de maintenir toutes les principales sources de chaleur et de rayonnement à proximité, qu’il s’agisse du Soleil, de la Terre, de la Lune ou de l’électronique et des contrôles d’attitude du télescope, à l’écart de son bouclier thermique de la taille d’un court de tennis.

Tout doit se dérouler parfaitement pour que la mission soit un succès. Le bouclier thermique, un empilement de cinq feuilles incroyablement fines d’un matériau appelé Kapton, dont la plus épaisse ne fait que cinq centièmes de millimètre d’épaisseur, présente d’innombrables points de défaillance dans sa machinerie. Le miroir primaire, le premier miroir de télescope jamais envoyé dans l’espace sous forme de segments mobiles individuels, doit se déployer parfaitement pour que le télescope puisse capturer les aperçus espérés de l’univers. Les roues de réaction, les dizaines d’actionneurs qui déplacent et contournent les segments du miroir, un système de réfrigération unique, la brûlure de correction finale qui place le télescope sur son orbite L2 – tout doit fonctionner parfaitement, car aucune technologie spatiale actuelle ne permettra à la NASA d’envoyer quelqu’un pour le réparer.

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Webb est un pari étonnant, un mégalithe de 10 milliards de dollars si complexe et si prometteur qu’il semble être une provocation hubristique contre les dieux. Ce qui est inquiétant pour les superstitieux, c’est que tout semble s’être extrêmement bien passé jusqu’à présent. Le lancement depuis la Terre était si parfaitement orienté que la NASA a annoncé qu’elle aurait besoin de moins de carburant pour les brûlages de correction, ce qui pourrait prolonger de plusieurs années l’estimation de dix ans pour l’exploitation de Webb.

Peu après le lancement parfait de Webb dans l’espace le jour de Noël, le Times of Israël a rencontré Michael Kaplan, un ancien ingénieur de la NASA qui a dirigé la planification des télescopes de l’agence spatiale dans les années 1990 et a été l’un des initiateurs de Webb, pour une interview vidéo depuis son domicile dans le Colorado. Il a expliqué comment Webb avait déjà repoussé les limites des capacités d’ingénierie de l’humanité et augmentera bientôt considérablement notre connaissance des débuts de l’univers, pourquoi la culture innovante d’Israël peut paradoxalement rendre le pays défaillant en termes d’ingénierie spatiale, et à quoi devraient ressembler les voyages dans l’espace dans un avenir proche.

Kaplan, 66 ans, a fait carrière dans l’aérospatial, passant une décennie au laboratoire de recherche navale de Washington, où il a travaillé sur des radars spatiaux destinés à contrer les missiles balistiques intercontinentaux soviétiques, puis a travaillé pour la NASA, Ball Aerospace (l’entreprise du Colorado qui a construit le désormais célèbre miroir en nid d’abeille de Webb), et Boeing, où il a travaillé sur des sondes planétaires. Aussi, il a passé cinq ans en Israël, pays duquel il est devenu citoyen et où il a travaillé en étroite collaboration avec SpaceIL, l’Agence spatiale israélienne, et l’industrie aérospatiale israélienne.

Kaplan est revenu aux États-Unis en 2015, où il a travaillé sur de nouvelles missions spatiales et des systèmes de satellites météorologiques dans des entreprises comme Raytheon. Il est aujourd’hui vice-président de Belcan, une importante société d’ingénierie américaine et un contractant gouvernemental.

Michael Kaplan, ancien ingénieur et cadre de la NASA. (Autorisation)

L’entretien, édité pour des raisons de clarté et de longueur, a démarré sur la décision incroyablement courageuse de construire et de lancer un télescope aussi complexe.

The Times of Israel : Vous avez dit qu’il y a une règle non écrite dans la conception des vaisseaux spatiaux : « Vous voulez le nombre minimal de pièces mobiles. Tout ce qui bouge peut tomber en panne. » Nous avons entendu parler de l’objectif principal du télescope James Webb, qui est d’entrevoir les débuts de l’univers, et de l’excitation et l’anxiété que son lancement a suscitées dans la communauté de l’astronomie. Mais pour y parvenir, Webb doit comporter des centaines de pièces mobiles, dont des centaines de points de défaillance individuels qui, s’ils ne se déploient pas et ne fonctionnent pas parfaitement, pourraient faire échouer toute la mission estimée à 10 milliards de dollars. Pourquoi le projet Webb est-il si important ? Pourquoi le jeu en vaut-il la chandelle ?

Michael Kaplan : Lorsque Hubble a été lancé [en 1990], des gens ont manifesté sur la zone de lancement parce qu’ils craignaient que Hubble ne voie Dieu, comme s’il était derrière les nuages, et que Hubble allait le révéler. Des photos de Hubble ont fait la couverture de magazines parce qu’elles ressemblent à de l’art. Il y a quelque chose de profond et de merveilleux dans le fait que l’univers naturel dans toute sa splendeur devienne de l’art.

Mais Hubble était limité par la taille de son ouverture, la sensibilité de ses détecteurs et instruments, et par le fait qu’il n’était pas assez froid.

La plupart des gens ne le savent pas, mais Hubble n’observe en réalité qu’environ 35 % du temps. Les autres 65 % du temps, il évite la Terre, la Lune et le Soleil, car nous ne voulons pas que la lumière de la Terre, de la Lune ou du Soleil pénètre dans le télescope et endommage les instruments. Il ne peut pas non plus voir les longueurs d’onde plus longues que le proche infrarouge. Les parties les plus anciennes de l’univers (dont la lumière a voyagé le plus longtemps dans un espace en expansion constante, et dont les longueurs d’onde se sont donc le plus allongées) nous apparaissent décalées dans l’infrarouge.

Pour voir dans l’infrarouge lointain, pour voir la lumière qui voyage vers nous depuis l’univers le plus ancien, vos instruments doivent être extrêmement froids, car les objets chauds brillent dans l’infrarouge et nous rendent aveugles à cette faible lumière. Ainsi, pour voir plus loin que Hubble, Webb doit voir plus loin dans l’infrarouge. Il doit être plus froid, plus sensible et porter un miroir primaire plus grand que son prédécesseur. Comment un projet aussi ambitieux a-t-il vu le jour ?

Bien que les discussions relatives à un successeur de Hubble aient débuté dans les années 1980, c’est au début des années 1990, peu de temps après le lancement de Hubble en avril 1990, que la planification plus sérieuse a commencé. Un comité de scientifiques nommé « HST and Beyond », dirigé par Alan Dressler aux Carnegie Observatories, s’est demandé : « Que faisons-nous après Hubble ? »

À l’époque, j’étais le responsable des programmes avancés en astrophysique au siège de la NASA. Mon travail consistait à planifier les futurs télescopes. J’ai donc rencontré le comité et fait une présentation sur l’état actuel de la technologie. Le comité a avancé qu’il voulait rechercher des bébés galaxies et qu’il avait besoin de lancer un télescope infrarouge avec un miroir primaire de quatre mètres. (Celui de Hubble était de 2,4 mètres.) Pourquoi quatre mètres ? Parce que c’était le plus grand miroir que nous pouvions faire tenir dans une fusée existante.

Pépinière stellaire LH 95 dans le Grand Nuage de Magellan prise par le télescope spatial Hubble. (Crédit : NASA/HubbleSite/Domaine public)

À l’époque, la NASA avait un administrateur relativement nouveau, Dan Goldin, qui venait d’une société appelée TRW, qui fait maintenant partie de Northrop Grumman [l’entrepreneur qui a construit Webb]. Dan était un leader transformationnel et très controversé. Il avait une façon différente de voir les choses. Dans le monde de la science planétaire, il voulait que les missions soient plus petites. Il a inventé l’expression « plus vite, mieux, moins cher ». Mais petit ne fonctionne pas pour l’astronomie. Vous ne pouvez pas rendre les télescopes plus petits si vous voulez voir plus. Donc il nous a défié avec le prochain grand changement de paradigme pour l’astronomie : briser la barrière d’un seul miroir.

C’était un technologue. Lorsqu’il était de retour à TRW, ils avaient construit des programmes avancés pour l’armée qui impliquaient des optiques segmentées. Il y avait des télescopes au sol et certains étaient conçus pour fonctionner dans l’espace à des longueurs d’onde submillimétriques ou radio qui n’étaient pas d’une seule pièce mais constitués de pièces hexagonales assemblées. Il savait donc que cette technologie existait et avait vu le problème résolu dans les longueurs d’onde submillimétriques.

Lors de la réunion de l’American Astronomical Society en 1996 à Tucson, en Arizona, je suis assis au premier rang. À côté de moi, Alan Dressler. Dan est sur le podium. Il regarde Alan et dit : « Je vois Alan Dressler ici. Tout ce qu’il veut, c’est une optique de quatre mètres… Et je lui ai dit : ‘Pourquoi demandez-vous quelque chose d’aussi modeste ? Pourquoi ne pas aller jusqu’à six ou sept mètres ? »

Puis Alan dit : « Pourquoi pas huit ? » Dan tape du poing sur le podium etdit : « Vendu. » Comme s’il s’agissait d’une vente aux enchères.

Sur cette image publiée par la NASA, la fusée Ariane 5 d’Arianespace, avec à son bord le télescope spatial James Webb de la NASA, décolle le samedi 25 décembre 2021, au Centre spatial guyanais à Kourou, en Guyane française. (Crédit : NASA via AP)

Donc, le Next Generation Space Telescope, NGST, comme nous l’appelions au début, était à l’origine envisagé comme un télescope de huit mètres, et il devait être réalisé par des optiques segmentées.

Mais nous n’avions aucune idée de ce dont il serait fait. Tous les télescopes qui avaient volé dans l’espace auparavant, et Hubble était de loin le plus grand, étaient faits de verre aminci à l’arrière par jet d’eau ou meulage, car le verre est lourd.

Voici quelques calculs rapides pour nos lecteurs. Le miroir en verre de 2,4 mètres de Hubble pèse 828 kilogrammes. À ce poids par mètre carré, un miroir de 8 mètres de diamètre – soit 10 fois la surface – aurait pesé plus de 10 tonnes.

Nous avons donc envisagé le carbure de silicium, des matériaux composites recouverts d’une très fine couche de verre et le béryllium, qui a fini par s’imposer. Notre objectif était de diviser par dix la densité de masse. [Aves succès : le miroir en béryllium de Webb pèse environ 20 kilogrammes par segment.] La compétition s’est déroulée sur plusieurs années. Nous avons investi environ 50 millions de dollars dans la mise au point de ces technologies.

Sur cette photo du 29 septembre 2014 mise à disposition par la NASA, Larkin Carey, ingénieur optique du télescope spatial James Webb, examine deux segments de miroir de test sur un prototype dans la salle blanche géante du Goddard Space Flight Center à Greenbelt, dans le Maryland. (Crédit : Chris Gunn/NASA via AP)

Nous devions également trouver un moyen de déployer le miroir. Le bras d’un robot doit-il distribuer les panneaux hexagonaux comme un jeu de cartes dans l’espace ? Doit-il se plier ? Comment faire un tout à partir des pièces ?

Le défi consistait à faire fonctionner l’optique adaptative à des températures cryogéniques, à 40 Kelvin. Tous les actionneurs, les moteurs fins et les capteurs devaient fonctionner à des températures très basses. Le parasol n’était pas considéré comme un grand défi au départ, mais il l’a finalement été en termes de fiabilité du déploiement. Au départ, nous pensions que le parasol serait gonflable.

Lorsque l’on additionne tous les mécanismes et que l’on met le tout en commun, le problème global consistant à faire fonctionner un déploiement complexe avec une fiabilité de 100 % était un défi, et la seule façon de le relever est de s’entraîner. Personne n’avait jamais fait quelque chose d’aussi complexe auparavant dans l’espace. Nous savions que ce serait compliqué, mais nous n’avions pas prévu cette ampleur de la complexité.

Normalement, vous atténuez les effets d’une pièce mobile en ayant une sauvegarde. Si un moteur primaire tombe en panne, vous avez un autre moteur. Mais tout ne peut pas avoir une sauvegarde. Lorsque vous déployez une ligne qui tire et crée une tension sur le pare-soleil, vous ne pouvez pas avoir un autre moteur sur une telle pièce.

Nous sommes passés de « éliminer les pièces mobiles » à « apprendre à vivre avec des pièces mobiles ».

[Les ingénieurs de Webb] pensent que, dans les limites de nos connaissances en tant qu’humains, nous avons analysé et testé à peu près tout ce que nous pouvions. Vous mettez les plus grands esprits sur le coup, vous avez un plan, et ensuite vous devez juste avoir la foi et croire que ça va marcher.

Bien sûr, ce qui rend toute cette complexité terrifiante, c’est que la seule façon de garder le télescope suffisamment froid pour voir la lumière infrarouge lointaine des galaxies naissantes est de le faire stationner à environ un million de kilomètres de la Terre, soit quatre fois plus loin que la Lune, où il ne sera pas possible de le réparer avec la technologie existante. Quels sont donc les avantages du point L2 qui justifient de renoncer à toute chance de réparer une erreur dans une machine aussi incroyablement complexe ?

Il fait toujours nuit au L2, car un grand parasol de la taille d’un court de tennis bloque la lumière du Soleil, de la Terre et de la Lune. La moitié du ciel est donc toujours dans l’obscurité. Cela signifie que, contrairement à Hubble, vous faites de la science tout le temps. En cinq ans, vous pouvez avoir autant de temps d’observation que Hubble en 15 ans, car Hubble n’observe qu’environ 35 % du temps. Ainsi, même si la mission principale est de plus courte durée (au moment du lancement, la NASA a estimé à 10 ans la durée de vie de la sonde avant l’épuisement du carburant), elle sera très, très efficace.

Cette combinaison d’images tirées d’une animation mise à disposition par la NASA en décembre 2021 montre le déroulement des composants du télescope spatial James Webb. (Crédit : Conceptual Image Lab via AP)

On commence à comprendre pourquoi tout le monde est si impatient. Tant de risques et tant de promesses. Parlons de vous. Formé à Princeton, Département de la Défense, NASA, Boeing. Ce n’est pas le CV habituel que l’on rencontre chez les olim [immigrants en Israël]. Qu’est-ce qui a soudainement éveillé en vous le désir, en 2010, de partir en Israël ?

C’était l’automne 2009. Je vivais à Boulder, dans le Colorado. La base des montagnes Rocheuses est juste derrière ma fenêtre. J’ai déménagé ici pour travailler pour Ball Aerospace. J’ai quitté Ball et suis allé travailler pour Boeing sur des missions planétaires. Tout allait pour le mieux.

Mais mon fils cadet était en licence à l’époque et commençait à vouloir se convertir au christianisme. Il s’était impliqué dans une fraternité qui était en train de réussir à le convaincre – il parlait de judaïsme messianique.

J’ai demandé à des amis ce que je pouvais faire pour le secouer un peu. Ils m’ont dit : « Emmène-le en Israël. » Je n’étais jamais allé en Israël avant. J’y ai pensé, mais c’était toujours soit Israël, soit Yellowstone, soit Israël, soit le Grand Canyon. Ce n’est jamais arrivé en tête de ma liste, ce qui est probablement vrai pour la plupart des Juifs américains.

Des nouveaux immigrants en provenance d’Amérique du Nord atterrissent à l’aéroport Ben Gurion après un vol de de New York affrété par Nefesh B’Nefesh, le 19 juillet 2016. (Crédit : Shahar Azran)

J’ai donc planifié un voyage. J’ai parlé à mon rabbin et à d’autres personnes pour savoir comment vivre une aventure spirituelle et significative. Leur premier conseil a été : « Ne restez pas à l’hôtel. Trouvez des chambres à louer chez les gens. Vous aurez une meilleure connexion. »

Je voulais réveiller la partie juive de l’âme de mon fils.

Pour faire court, ça n’a pas marché sur lui, mais ça a marché sur moi. Je suis rentrée chez moi et mes amis m’ont dit qu’ils avaient senti un changement en moi. Je ne suis pas religieux mais je suis spirituel. Je ne savais pas ce qu’était l’alyah. J’ai rencontré mon rabbin, et il m’a dit : « Oh, tu vas faire l’alyah. » J’ai répondu : « Je ne sais pas ce que c’est, mais je pense aller en Israël. »

Au cours des cinq années suivantes, vous avez rencontré tout l’échelon supérieur de l’industrie aérospatiale et du programme spatial israéliens et vous vous êtes profondément impliqué dans SpaceIL, l’équipe israélienne qui a participé au Google Lunar X Prize pour poser une sonde spatiale sur la Lune. La sonde, appelée Beresheet, s’est finalement écrasée sur la Lune en avril 2019. Comment le monde spatial israélien apparaît-il à quelqu’un qui vient de la NASA et de Boeing ?

J’ai passé cinq ans à essayer de trouver mon rôle, mais je n’ai pas rencontré l’ouverture nécessaire envers une personne expérimentée arrivant avec des points de vue différents.

Par exemple, j’ai dit à l’équipe de SpaceIL : « Vous ne pensez pas à la redondance de la bonne manière. Certes, aucune vie humaine n’est en jeu, mais vous allez être sur la scène internationale. Tous les écoliers d’Israël vont regarder l’alunissage. Vous devez réfléchir à ce qui peut mal tourner et dépenser l’argent supplémentaire pour vous assurer que vous avez identifié les modes de défaillance. »

L’une des dernières photos prises par Beresheet avant qu’elle ne s’écrase sur la Lune, le 11 avril 2019. (Autorisation de SpaceIL)

En regardant l’alunissage de Beresheet [en avril 2019], vous pouviez exactement vous rendre compte de ce qui a mal tourné. Vous voyez la lecture sur l’écran indiquant l’altitude et la vitesse, et à environ deux ou trois kilomètres d’altitude, tout d’un coup, la vitesse est passée à zéro.

Je pense que l’unité de mesure inertielle est tombée en panne – le capteur qui vous dit que vous êtes en mouvement. Si le capteur dit que vous ne bougez pas, l’ordinateur du vaisseau spatial dit alors : « Nous sommes sur le sol, nous avons atterri », et éteint les moteurs. Un crash. Je me disais : « C’était sûrement une pièce à 100 $. »

Ils avaient une vision merveilleuse, mais j’ai regardé leur programme lorsque nous nous sommes rencontrés pour la première fois en 2011, et j’ai vu un manque total de compréhension du coût de ce programme. Ils avaient levé 24 millions de dollars. J’ai donc dit : « Qu’est-ce que vous utilisez comme carburant [à ce niveau de prix] ? Je pense que vous utilisez du ‘unobtainium’. »

J’avais travaillé sur des sondes lunaires chez Boeing. D’abord, vous déterminez la quantité de carburant dont vous aurez besoin, vous dimensionnez le réservoir d’essence, puis vous dimensionnez les moteurs. Une sonde est un réservoir d’essence volant. J’ai demandé à l’équipe de Boeing : « Quel est le coût minimum pour poser quelque chose sur laLune ? » Et la réponse a été de 150 millions de dollars. À cause du carburant, de la taille et de la façon dont tout s’adapte. Et si vous mettez 50 kilos de caméras et d’instruments scientifiques, cela va coûter plus cher.

Ça se fait avec une équipe expérimentée. Là, c’était une équipe inexpérimentée. Ce sont des gars intelligents mais ils n’avaient jamais fait ça avant. J’ai calculé la différence entre les coûts de main-d’œuvre, la complexité de la mission et l’inflation et j’ai trouvé un prix de 100 millions de dollars. J’ai passé les trois années suivantes à taper sur la tête de ces gars en leur demandant : « Où sont les 76 millions de dollars manquants ? » Sheldon Adelson est venu nous rendre visite et ils allaient lui demander 8 millions de dollars supplémentaires. J’ai dit : « Non, demandez-lui 80. C’est lui qui les a. Et s’il en reste, dites-lui que vous allez construire le musée des sciences Sheldon Adelson. »

Les équipes de lancement surveillent le compte à rebours du lancement de la fusée Ariane 5 d’Arianespace transportant le télescope spatial James Webb de la NASA, samedi 25 décembre 2021, dans le Centre Jupiter du Centre spatial guyanais à Kourou, en Guyane française. (Crédit : NASA/Bill Ingalls/NASA via AP)

Au final, ça a coûté 100 millions de dollars. Mais ils ont perdu des années. Ils ont fini par transférer le projet à IAI [Israel Aerospace Industries pour la construction de la sonde], où ils avaient de vrais professionnels. C’était une cause merveilleuse et noble, mais on ne peut pas faire ça avec des bénévoles. Ils avaient besoin d’aide. Mais il y avait de la fierté. Les dirigeants ne voulaient pas écouter les conseils de ceux qui savaient comment faire ces choses.

SpaceIL, une initiative unique et particulièrement audacieuse, était-elle représentative de l’aérospatial israélien en général ?

Je l’ai constaté dans d’autres entités. J’ai vu des erreurs commises que je ne peux pas commenter.

J’ai trouvé cela très frustrant. Je pense que si SpaceIL avait écouté dès le début, la mission aurait été un succès. Les dirigeants n’avaient aucune idée de la manière de mener une mission spatiale, ils pensaient que l’on pouvait mettre des gens dans une pièce avec des pizzas et résoudre les problèmes en un week-end.

Sur cette photo d’archive prise le 17 décembre 2018, le directeur de la division spatiale d’Israel Aerospace Industries, Opher Doron, se tient devant la sonde spatiale Beresheet lors d’une présentation par l’organisation israélienne à but non lucratif SpaceIL et l’entreprise publique israélienne IAI, à Yehud, à l’est de Tel Aviv. (Crédit : Jack Guez/AFP)

Ce que vous décrivez comme un défaut profond de l’écosystème spatial israélien est généralement cité comme l’une des plus grandes forces d’Israël, à savoir la volonté de remettre en question les pratiques acceptées et de prendre des risques.

Écoutez, si le Dôme de Fer avait évolué aux États-Unis, il serait encore sur la planche à dessin. Mais ce genre de culture ne fonctionne pas nécessairement en ce qui concerne l’espace. Une fois que vous lancez, ça doit fonctionner. Il n’y a pas de seconde chance. Il ne s’agit pas d’un drone qui tombe en panne, vous apprenez, vous réparez et vous réessayez.

J’ai beaucoup appris de mon séjour en Israël. J’étais divorcé lorsque j’ai déménagé là-bas et j’ai rencontré ma nouvelle femme à Jérusalem. Elle était originaire du nord de la Californie. Je me suis fait beaucoup d’amis et j’ai vécu de nombreuses expériences émouvantes et significatives en Israël. Ces cinq années ont donc été extraordinaires. Mais c’était très frustrant sur le plan professionnel, dans le sens où je pense que j’aurais pu être beaucoup plus utile pour faire avancer le programme spatial israélien.

Quelqu’un m’a dit : « Si vous aviez déménagé en Israël plus tôt et si vous aviez servi dans l’armée… » – les équipes de direction, pour la plupart, avaient servi ensemble et je n’ai pas bénéficié de cette expérience culturelle.

Depuis, j’ai rencontré d’autres Anglos qui avaient déménagé en Israël à plus de 50 ans. La culture de gestion en Israël a du mal à intégrer les seniors qui viennent de l’extérieur, à leur donner un siège à la table, à écouter ce qu’ils ont à dire et à être prêt à changer de cap.

Michael Kaplan, ancien ingénieur de la NASA, sous une maquette du télescope SOFIA monté sur avion qu’il a aidé à mettre au point. (Autorisation)

Je pense que si les équipes avaient écouté, Beresheet aurait pu être un succès. Le projet aurait probablement gagné le X Prize. Nous n’aurions pas perdu autant de temps. Pendant trois ans, nous étions « à trois mois de la PDR [Preliminary Design Review, une première étape importante dans le cycle de vie d’un projet] ». Il y a cette bravade, qui est merveilleuse, mais il faut aussi accepter les limites et être prêt à faire venir des gens de l’extérieur qui connaissent réellement le domaine.

Ce n’est pas seulement dans l’aérospatial. Je l’ai vu en médecine. Des médecins expérimentés viennent en Israël et sont intégrés au bas de l’échelle, alors qu’ils devraient être chefs de service.

Je parlais à quelqu’un de Nefesh BeNefesh. J’ai suggéré qu’ils fassent une étude sérieuse des personnes qui viennent avec une expertise de haut niveau et qu’ils développent un programme pour les intégrer à des postes où ils peuvent être utiles.

Je ne suis pas sûr que j’aurais fait l’alyah si j’avais su que je rencontrerais ces obstacles. J’ai fini par me retrouver à faire beaucoup de consulting spatial en Europe et aux États-Unis et je me suis demandé pourquoi je vivais en Israël. C’est alors que je me suis dit que je ferais aussi bien de rentrer chez moi, car ma capacité à aider ici était nulle.

Le télescope spatial Hubble, à gauche, en orbite autour de la Terre et une illustration du télescope spatial James Webb, à droite. (Crédit : NASA via AP)

Votre expérience dans le domaine spatial israélien pourrait-elle vous apprendre que l’espace est par nature un jeu de superpuissances, qu’il faut l’échelle et le budget de la NASA pour faire quelque chose de significatif dans l’espace ?

L’avenir est commercial. Entre le moment où je suis rentré d’Israël [en 2015] et aujourd’hui, deux choses ont profondément changé dans l’espace. La première est la réduction des coûts de lancement qui a commencé avec SpaceX et la fusée Falcon 9. Auparavant, pour mettre quelque chose dans l’espace, vous aviez recours à des fusées Atlas et Delta, et elles coûtaient 150 à 200 millions de dollars par lancement, et maintenant nous sommes à 50 à 60 millions de dollars, soit une réduction de quatre fois parce que la fusée est réutilisable.

Elon Musk a correctement appliqué un processus de développement agile à l’aérospatial. Israël sait tout cela ; c’est ainsi que les Israéliens développent des logiciels. On ne construit pas tout le produit pour le tester ensuite, on en construit un peu et on le teste, puis on le reconstruit, puis on le teste, avec des équipes travaillant en parallèle et s’intégrant au fur et à mesure.

L’autre chose que Musk a faite est de concevoir des moteurs qui ne fonctionneraient pas au maximum de leurs capacités. Si vous voulez rendre quelque chose réutilisable, vous ne pouvez pas le solliciter au maximum. Il faut fonctionner à environ 75 % de sa capacité. Cela a été un énorme succès.

Je me souviens que j’étais assis à la cafétéria de Boeing avec un groupe d’ingénieurs de Delta lorsque Falcon 1 a subi son deuxième échec au lancement [en mars 2007], et ils disaient : « Il n’y arrivera jamais. » Bon sang, ils avaient tort.

L’Amos-6, le plus grand satellite jamais construit par Israël, et la fusée Falcon 9 de SpaceX sur laquelle il était perché, partent en flammes après l’explosion de la fusée sur le pas de tir à Cap Canaveral en Floride, le 1er septembre 2016. (Capture d’écran YouTube)

L’autre chose qui s’est produite, c’est cette révolution de la petite électronique portée par les smartphones. Cela a transformé les petits cubesats, qui étaient des jouets que les universités utilisaient pour former des ingénieurs, en satellites de communication, de météo et de télédétection. Lors d’une récente mission sur Mars, deux petits satellites appelés MarCO ont démontré qu’une telle chose était possible. Ils servaient de relais.

Je sais que des missions planétaires sont à l’étude : une mission principale sera mise en orbite et plusieurs petits cubesats seront envoyés comme sondes pour explorer la haute atmosphère de la planète. S’ils brûlent, ce n’est pas grave, mais en attendant, ils obtiennent des données que vous ne pourriez pas obtenir autrement. Ces types de missions n’auraient pas été possibles sans la maturation d’une grande partie de la technologie des cubesats. Elle est passée du statut de jouet à celui de solution réelle.

Ces deux changements signifient que des affaires qui ne l’étaient pas auparavant se concluent maintenant dans l’espace. Et cela a attiré d’énormes quantités de capitaux d’investissement. La croissance rapide de l’économie spatiale va également aider la science spatiale.

La NASA va abandonner la Station spatiale internationale à la fin de cette décennie. Elle sera remplacée par des habitats commerciaux. Il n’est pas difficile d’imaginer que l’un de ces habitats pourrait être conçu comme une installation d’intégration, de test et d’assemblage pour les futurs observatoires astrophysiques. Des remorqueurs spatiaux sont déjà en cours de développement dans le secteur privé. Une grande partie de l’infrastructure nécessaire à la construction des suites de Webb sera déjà en place.

Toute cette infusion de capitaux privés permet de développer une infrastructure dans l’espace. La NASA et les autres agences spatiales n’auront pas à payer pour le développement de ces capacités. Maintenant, soudainement, la NASA peut payer pour l’utilisation des capacités.

Il est très possible qu’au moment où nous commencerons à penser à la prochaine grande mission phare après James Webb, la robotique sera déjà un élément clé. Les puissants télescopes du futur pourraient être des télescopes de 15 ou 20 mètres, et je pense qu’ils seront assemblés et testés dans l’espace par une combinaison de robots et d’astronautes.

Illustration : La capsule Crew Dragon de SpaceX s’approche de la Station spatiale internationale pour s’y amarrer, le 24 avril 2021. (Crédit : NASA via AP)

Le manque de facilité d’entretien robotique est l’un de mes plus grands regrets concernant Webb. L’une des conditions limites que l’on nous a imposées lors de la planification de Webb était la suivante : « Ne le rendez pas réparable. » La raison en était le coût. Hubble aurait été un échec colossal s’il n’avait pas été utilisable. Mais pour qu’il soit utilisable par des humains, il fallait que Hubble soit « adapté aux humains », ce qui est coûteux. Par exemple, il n’y a pas d’arêtes vives sur quoi que ce soit, car on ne veut rien qui puisse déchirer une combinaison spatiale et tuer une personne par inadvertance lorsqu’elle travaille dessus.

Mais ce que je ne savais pas à l’époque, c’est que la DARPA [Defense Advanced Research Projects Agency] travaillait sur un concept de service robotique appelé Orbital Express. Il était construit par Boeing. J’ai ensuite travaillé avec l’équipe de Boeing sur ce projet, pour le finaliser. Si j’avais su à l’époque, j’aurais insisté pour avoir une option de maintenance robotique du télescope, car la seule chose qui limite la durée de vie de James Webb est le carburant. Il finira par manquer de carburant pour assurer le maintien à poste au niveau L2.

Donc, pour finir là où nous avons commencé – en l’état actuel des choses, Webb n’est pas du tout réparable ? Même si nous pouvions y amener un robot, la machinerie nécessaire à l’entretien n’est pas structurellement au bon endroit ? Donc une fois qu’il n’y a plus de carburant, c’est fini ?

Je crois que c’est vrai. Cela dit, il y a beaucoup de choses que nous avons fini par faire avec Hubble [qui devait initialement cesser ses activités en 2005] qui étaient censées être impossibles, des choses que nous avons entretenues et qui n’étaient pas conçues pour être entretenues, mais qui ont prolongé sa durée de vie.

Sur cette photo du 21 décembre 2015 fournie par la NASA, le commandant de l’expédition 46 Scott Kelly participe à une sortie dans l’espace à l’extérieur de la Station spatiale internationale, au cours de laquelle lui et l’ingénieur de vol Tim Kopra, non photographié, ont déplacé le wagon transporteur mobile de la station avant l’amarrage d’un vaisseau spatial russe de ravitaillement. (Crédit : NASA via AP)

Le prochain grand saut, pour moi, est de réfléchir à la manière de tirer parti de l’infrastructure spatiale émergente, des choses comme Starship [la fusée interplanétaire prévue par SpaceX] ou la fusée New Glenn de Blue Origin, qui permet de doubler ou même de tripler la taille du carénage, ce qui permet de lancer des modules importants et de très grands miroirs. Ce sont des éléments qui changent la donne.

Ou peut-être pourrions-nous relier des astronautes dans un habitat en orbite terrestre basse à un véhicule de transfert orbital pour aller vers L2.

Il existe toutes sortes de paradigmes architecturaux que nous pouvons envisager pour tirer parti de ce que nous sommes aujourd’hui et de ce vers quoi nous nous dirigeons et qui constitueraient des changements de paradigme.

L’espace a un bel avenir.