Quand l’astronomie de l’extrême prépare la surveillance de l’Espace

Les derniers résultats, abondamment médiatisés, obtenus avec un des télescopes de 8 m du VLT sont éloquents : 42 petits astéroïdes orbitant entre Mars et Jupiter ont pu être examinés en détail grâce à l’optique adaptative ONERA de l’instrument SPHERE et du traitement d’image associé MISTRAL (ONERA également). De quoi donner des idées sur les performances que pourrait atteindre un système de surveillance de l’espace (Space Situational Awareness [SSA]), chargé de démasquer des satellites aux intentions inamicales.
 
En effet, observer et identifier, aux longueurs d'onde optiques, des objets spatiaux dans l'environnement proche de la terre (en particulier les satellites en orbite basse) requiert la combinaison :

• de télescopes dédiés suffisamment grands et agiles pour suivre ces objets rapidement défilants ;
• d'une instrument optique à très hautes performances – en particulier des systèmes d'optiques adaptatives permettant de s'affranchir des effets délétères de la turbulence, tels SAXO (ONERA), qui équipe l’instrument SPHERE du VLT ;
• de procédures de traitement d'image permettant de s'affranchir de la réponse instrumentale et des erreurs résiduelles des systèmes d'imagerie

Ces défis scientifiques et techniques sont partagés par l'observation astronomique et les équipes de l'ONERA et des observatoires français et européens travaillent en étroite collaboration à leur développement, leur amélioration et leur déploiement opérationnel.

L'exemple phare de cette collaboration est l'instrument SPHERE installé depuis 2014 sur un des télescopes de 8m du VLT qui vient d'être utilisé pour l'observation à haute résolution de 42 petits corps de la ceinture principale d'astéroïde située entre Mars et Jupiter. Cette prouesse unique a permis d'obtenir des informations essentielles (forme, orographie, composition) pour mieux comprendre leur nature et par là même de mieux comprendre les processus de formation du système solaire.

Cette prouesse observationnelle n'a été possible que grâce à la combinaison de deux pépites de l'ONERA : une optique adaptative de pointe (SAXO qui reste aujourd'hui le système d'OA opérationnel le plus performant au monde) et MISTRAL une approche de traitement d'image dédiée au traitement d'images corrigés par optique adaptative

Jusqu'à présent, seuls 3 de ces 42 astéroïdes avaient pu être observés à très haute résolution (en utilisant des sondes spatiales), ce nombre a été multiplié par 14 grâce à  SPHERE et MISTRAL ! Une démonstration éclatante de l'importance des techniques développées et mises en œuvre par l'ONERA dans ce domaine !

Ces réussites dans le domaine de l'astronomie, couplées aux développements en cours pour la défense, ouvrent la voie à des systèmes opérationnels de surveillance de l'espace dans le domaine visible, complémentaires des instruments déjà en service opérant aux longueurs d'onde radar.

Depuis la fin des années 70, l’ONERA travaille sur l’optique adaptative avec des objectifs militaires – focalisation de faisceaux laser et observation des satellites en orbite basse. Cette expertise unique a été appliquée aux besoins astronomiques à travers les systèmes – Come-On, puis NAOS et SAXO (SPHERE). Couplés à MISTRAL. Ils ont ouvert la voie à des découvertes exceptionnelles. Ces technologies sont prêtes pour contribuer à la défense nationale et européenne.