CosmoCube : un satellite écoutera l’univers primordial depuis la face cachée de la Lune
Une équipe internationale conduite par l’université de Cambridge a présenté, le 14 août 2026, la mission CosmoCube : un satellite de la taille d’une petite valise de cabine, destiné à se placer en orbite autour de la Lune. Depuis la face cachée de notre satellite naturel, il doit tenter de capter un signal radio émis par l’hydrogène il y a plus de 13,5 milliards d’années, à une époque que nul instrument n’a encore observée directement. Le concept et sa feuille de route sont détaillés dans un article publié dans la revue Nature Astronomy.
Un murmure venu des « âges sombres »
Le signal recherché porte un nom technique : la raie à 21 centimètres. Il s’agit d’un rayonnement de très faible énergie émis par les atomes d’hydrogène neutre, l’élément le plus abondant de l’Univers. Or l’hydrogène a rempli le cosmos bien avant que la première étoile ne s’allume. Entre la fin de l’émission du rayonnement fossile — la lumière résiduelle du Big Bang — et l’aube cosmique, moment où la fusion nucléaire a mis à feu les premières étoiles, s’étend une période d’environ 150 millions d’années que les astronomes appellent les « âges sombres ». Aucune étoile, aucune galaxie n’y brille : le seul messager disponible est précisément ce murmure de l’hydrogène.
L’enjeu dépasse la simple curiosité chronologique. Comme le résume Eloy de Lera Acedo, du Cavendish Laboratory de Cambridge, qui dirige la mission, cette émission « de l’hydrogène après le Big Bang, mais avant les premières étoiles, devrait nous permettre de comprendre le rôle de la matière noire dans l’Univers primitif, la façon dont elle a rassemblé l’hydrogène pour former les premières étoiles et les premières galaxies ». Les âges sombres constituent en effet un terrain d’observation presque vierge, où les modèles cosmologiques font des prédictions précises mais jusqu’ici invérifiées.
L’exercice est réputé redoutable. En 2018, l’expérience américaine EDGES avait annoncé la détection d’un creux d’absorption attribué à l’aube cosmique. Le résultat, jugé anormalement profond, a été contesté : en 2022, l’équipe du radiomètre indien SARAS 3 a conclu, dans Nature Astronomy, que ce profil n’avait probablement pas d’origine cosmologique, rejetant le meilleur ajustement de l’équipe américaine avec une confiance de 95,5 %. La controverse n’est pas tranchée et illustre la difficulté centrale de ces mesures : distinguer un signal infime d’un défaut instrumental ou d’une pollution radio.
Pourquoi la face cachée de la Lune
C’est ici qu’intervient la géographie très particulière du projet. Détecter ce signal depuis le sol se heurte à deux obstacles cumulés. D’abord l’ionosphère, la couche ionisée de la haute atmosphère terrestre, qui bloque ou déforme les ondes radio dans la gamme de fréquences utile. Ensuite les émissions humaines : radio FM, satellites et télécommunications saturent ces bandes et noient un signal infiniment plus faible.
La face cachée de la Lune — l’hémisphère qui n’est jamais tourné vers la Terre — offre le seul écran naturel connu contre ces parasites : le corps lunaire lui-même. « La face cachée de la Lune est réellement la seule option », affirme Eloy de Lera Acedo, soulignant qu’elle « résout plusieurs problèmes à la fois, en ouvrant une fenêtre dégagée sur l’Univers très primitif ». Concrètement, CosmoCube doit déployer une antenne radio longue et légère et opérer un radiomètre finement étalonné entre 10 et 50 mégahertz. Placé en orbite lunaire, il ne sera à l’abri des émissions terrestres que par intermittence : environ 40 minutes sur chaque orbite de deux heures. Le reste du temps, l’instrument reste exposé.
Cette contrainte dicte la durée de la mission. L’équipe vise deux années d’exploitation pour accumuler de l’ordre de 1 000 heures de données utiles — un temps d’observation jugé nécessaire pour extraire un signal aussi ténu du bruit résiduel.
Un petit satellite, une longue trajectoire
CosmoCube s’inscrit dans une logique de mission compacte et sobre. Le satellite est développé par un consortium mené par le Royaume-Uni : l’université de Cambridge, l’université de Portsmouth et le centre STFC RAL Space, associés à l’industriel SSTL pour la plateforme spatiale, avec des participations européennes, dont Malte. Le financement provient de l’Agence spatiale britannique — au titre de son programme bilatéral scientifique —, de la Kavli Foundation et du Science and Technology Facilities Council, composante d’UK Research and Innovation. L’objectif budgétaire annoncé est inférieur à 50 millions d’euros, ce qui placerait la mission dans le cadre des petites missions rapides envisagées par l’Agence spatiale européenne.
Le projet n’en est plus au stade de l’esquisse : des prototypes de laboratoire fonctionnent et des essais environnementaux sont en cours, notamment des tests de performance thermique menés dans les installations de STFC RAL Space, afin de vérifier que la charge utile pourra effectuer des mesures aussi sensibles dans les conditions de l’espace. Will Grainger, du même centre, figure parmi les coauteurs de l’article. Aucun lancement n’est toutefois programmé à ce jour : les chercheurs espèrent voir CosmoCube décoller dans les cinq prochaines années.
La démarche s’inscrit dans un mouvement plus large. Faute de pouvoir faire taire la Terre, plusieurs équipes cherchent à s’en éloigner, et la face cachée de la Lune est devenue un objectif partagé de la radioastronomie à basse fréquence. CosmoCube en propose une version délibérément modeste : un instrument unique, une bande étroite, un budget contenu, pour tenter une observation hors de portée des radiotélescopes terrestres.
Pour comprendre
Le rayonnement fossile évoqué ici — la plus ancienne lumière observable — constitue le point de départ chronologique des âges sombres ; le réseau Savoir.fr détaille ce qu’il nous apprend dans « Les germes de galaxies et le fond diffus cosmologique ». La matière noire, dont CosmoCube veut mesurer indirectement l’action sur l’hydrogène primordial, est présentée dans « La matière noire, c’est le ciment des galaxies ». Enfin, la période que la mission cherche à éclairer est celle qui précède immédiatement l’allumage des premiers astres, un processus expliqué dans « Formation d’étoiles et galaxies primordiales ».
Sources
- University of Cambridge, « Tiny satellite will use the dark side of the Moon to eavesdrop on whispers from the early universe », 14 août 2026
- Phys.org, « Tiny satellite will use the dark side of the moon to eavesdrop on whispers from the early universe », 14 août 2026
- E. de Lera Acedo et al., « The CosmoCube Lunar Mission for Probing the Dark Ages and Cosmic Dawn via 21-cm Cosmology », Nature Astronomy, 2026 (DOI : 10.1038/s41550-026-02946-y)
- S. Singh et al., « On the detection of a cosmic dawn signal in the radio background », Nature Astronomy 6, 607-617 (2022) — non-confirmation du signal EDGES par SARAS 3
Rédaction Savoir.fr
vous devez être connecter pour déposer un commentaire connecter