Le télescope Swift de la NASA a vu 2 000 sursauts gamma et va retomber sur Terre

Le Neil Gehrels Swift Observatory de la NASA, le télescope spatial qui a passé deux décennies à courir après les explosions les plus puissantes de l’univers, a cessé de faire de la science. Il vole désormais si bas que la fine haute atmosphère le freine assez fort pour empêcher ses télescopes de rester pointés de façon stable sur une cible, et l’engin robotique envoyé pour le remonter n’est jamais parvenu à l’attraper. D’ici quelques semaines, Swift retombera dans l’atmosphère et s’y consumera.

Swift avait été conçu pour une mission principale de deux ans et a fonctionné plus de dix fois plus longtemps, captant des milliers de sursauts gamma, ces brefs éclairs de rayonnement libérés lorsque des étoiles massives s’effondrent ou que des étoiles mortes entrent en collision. Sa fin prive les astronomes du seul télescope capable de repérer ces éclairs et de pivoter pour les étudier en une minute environ.

« Swift a offert à la nation un retour sur investissement incroyable et durable : conçu pour une mission principale de deux ans, il est resté productif plus de 10 fois plus longtemps », a déclaré Shawn Domagal-Goldman, à la tête de la division d’astrophysique au siège de la NASA. Le bilan dressé par la NASA compte plus de 2 000 sursauts gamma, plus de 1 400 supernovæ, des étoiles déchiquetées par des trous noirs, des comètes, des astéroïdes et quelque 7 000 articles scientifiques publiés à partir des données de Swift.

Pourquoi un télescope en orbite finit par tomber

Tout satellite en orbite basse frôle les derniers filets de l’atmosphère. Swift n’a aucun moteur pour compenser, et une période d’intense activité solaire a aggravé le problème : un Soleil actif chauffe et dilate la haute atmosphère, si bien qu’un satellite rencontre davantage d’air à une même altitude.

Swift avait été placé sur une orbite à environ 600 kilomètres d’altitude. Il se trouve aujourd’hui sous les 275 kilomètres, bien en dessous des quelque 400 kilomètres où évolue la Station spatiale internationale. À cette altitude, selon la NASA, la traînée atmosphérique est trop forte pour que les télescopes restent fixés sur leurs cibles. L’agence situait le point de non-retour pour tout sauvetage aux alentours de 300 kilomètres.

L’engin pèse environ 1 450 kilogrammes. « Bien qu’il soit possible qu’une partie du matériel de Swift survive à la rentrée atmosphérique en raison de sa taille, la probabilité que des débris causent des dégâts matériels importants ou blessent quelqu’un est très faible », a indiqué à CNN la société de surveillance spatiale LeoLabs. La plupart des débris qui survivent, a ajouté l’entreprise, tombent dans l’océan ou sur des terres inhabitées.

Un sauvetage passé tout près

La NASA a bel et bien tenté de le sauver. L’agence a versé 30 millions de dollars à Katalyst Space, une entreprise basée à Flagstaff, en Arizona, pour construire un engin robotique baptisé LINK, chargé de rejoindre Swift, de le saisir avec des bras robotiques et de le hisser vers son altitude d’origine. Swift n’avait jamais été conçu pour cela : il ne possède ni poignées ni points d’ancrage auxquels un engin de maintenance pourrait s’arrimer. Une réussite aurait constitué la première capture, par un robot commercial, d’un satellite gouvernemental non habité qui n’avait pas été construit pour être entretenu.

Katalyst a construit LINK en moins d’un an et l’a lancé à bord d’une fusée Pegasus XL larguée depuis un avion à réaction. Environ une semaine après le début du vol, la défaillance d’un interrupteur d’alimentation a touché l’une de ses roues de réaction, ces volants d’inertie en rotation qu’un engin spatial utilise pour s’orienter. Une vanne de propulseur qui ne répondait plus a ensuite mis LINK en rotation incontrôlée, puis un second interrupteur a lâché. Avec deux de ses trois roues de réaction hors service, le propergol consommé pour enrayer la rotation n’en laissait plus assez pour une capture en toute sécurité.

La NASA et Katalyst ont renoncé au sauvetage. LINK s’est tout de même approché à 12 à 15 kilomètres de Swift et l’a photographié avant de se consumer à son tour. « Nous avons été très, très près du but », a déclaré Kieran Wilson, de Katalyst, devant un comité d’astronomie des Académies nationales américaines. Jared Isaacman, à la tête de la NASA, l’a formulé ainsi : « Ce n’est pas le résultat que nous cherchions à obtenir, mais cela ne change rien aux raisons pour lesquelles cette mission valait la peine d’être tentée. »

Au sol, l’équipe de Penn State qui pilote Swift a tenté de gagner du temps. Les équipes de contrôle ont remplacé les cibles scientifiques par des positions dans le ciel qui maintenaient l’engin dans son attitude la plus aérodynamique, renonçant pendant des mois aux observations pointées. John Nousek, responsable de la mission à Penn State, a décrit cet effort comme une façon de « mettre au point de nouvelles méthodes pionnières pour réduire au minimum la traînée subie par l’engin ». Une fois le sauvetage revu à la baisse, Swift s’est remis au travail avec deux de ses trois instruments, jusqu’à ce que la traînée mette fin à ses observations.

Comment Swift a transformé l’étude des explosions cosmiques

Les sursauts gamma durent d’une fraction de seconde à quelques minutes et, avant Swift, ils s’éteignaient généralement avant que les grands télescopes ne puissent les trouver. « Swift a été conçu comme un satellite consacré à l’étude des sursauts gamma, des bouffées qui apparaissaient et disparaissaient si vite que personne ne pouvait les viser avec de grands télescopes pour en savoir plus », a déclaré S. Bradley Cenko, responsable scientifique de la mission au Goddard Space Flight Center de la NASA. Un détecteur gamma à grand champ repérait chaque sursaut, Swift transmettait sa position aux observatoires au sol et faisait pivoter ses télescopes X et ultraviolet-optique pour saisir la rémanence qui s’estompait. « En général, cela prenait environ une minute à Swift », a précisé Cenko.

Cette rapidité a permis de trancher une énigme de longue date. Les sursauts gamma courts, qui culminent en moins de deux secondes, n’avaient jamais été localisés avec assez de précision pour qu’on observe leur rémanence. Swift en a capté un qui a duré trois centièmes de seconde, en ne détectant que 11 photons X, et ce résultat a conforté l’idée que les sursauts courts naissent de collisions d’étoiles à neutrons, ces restes d’étoiles explosées de la taille d’une ville.

Swift est aussi devenu un télescope d’urgence polyvalent. Les astronomes pouvaient demander des observations urgentes, commandées depuis le sol en quelques minutes, et le programme quotidien pouvait jongler avec jusqu’à 75 cibles distinctes. Avec le télescope Fermi de la NASA, il a découvert GRB 221009A, surnommé le BOAT (pour « brightest of all time », le plus brillant de tous les temps), le sursaut gamma le plus énergétique jamais enregistré, situé à environ 2,4 milliards d’années-lumière.

Swift laisse une archive de plus de 1,5 million d’images prises par son télescope ultraviolet-optique et environ 12 téraoctets de données au total, ce que la NASA compare à quelque 600 films en haute définition, le tout en accès public.

Ce que sa fin laisse en suspens

Le jour et le lieu exacts de la rentrée atmosphérique restent inconnus. La NASA indique seulement qu’elle est attendue dans les prochaines semaines, et le calendrier dépend de l’activité solaire, qui modifie la densité de la haute atmosphère. L’estimation rassurante du risque citée plus haut provient d’une société de surveillance, et non d’une évaluation publiée par la NASA.

La grande question en suspens est de savoir qui prendra le relais de Swift. La NASA n’a désigné aucun successeur. Domagal-Goldman a déclaré que l’agence était en train d’« explorer notre capacité à utiliser et à renforcer la flotte de télescopes spatiaux existants de la NASA, des capacités commerciales de mise en orbite rapide à de nouvelles missions efficaces et innovantes ». D’autres engins traquent déjà les éclairs cosmiques, parmi lesquels la mission sino-française SVOM et l’Einstein Probe pilotée par la Chine, et Fermi surveille toujours le ciel gamma. Dans quelle mesure cet ensemble remplacera un télescope capable de trouver un sursaut et d’étudier sa rémanence en une minute environ, les astronomes ne le sauront qu’à l’usage.

Pour la maintenance des satellites, LINK a montré qu’une petite entreprise pouvait construire et faire voler un robot de service en moins d’un an, avec des propulseurs et des bras qui ont fonctionné, selon Katalyst. Il n’a jamais prouvé l’essentiel : attraper un engin spatial qui n’a jamais été conçu pour être attrapé.

Questions fréquentes sur la fin de Swift

Quand le télescope Swift de la NASA va-t-il retomber sur Terre ?

La NASA prévoit que Swift rentrera dans l’atmosphère au cours des prochaines semaines. Sa dernière observation scientifique a eu lieu le 20 octobre 2026.

Les débris du télescope Swift sont-ils dangereux ?

L’essentiel de l’engin, qui pèse environ 1 450 kilogrammes, devrait se consumer. Selon la société de surveillance LeoLabs, une partie du matériel pourrait survivre, mais la probabilité de dégâts importants ou de blessures est très faible, et les débris restants tomberont très probablement dans l’océan ou sur des terres inhabitées.

Pourquoi la NASA n’a-t-elle pas pu sauver Swift ?

Swift n’a pas de moteur pour relever sa propre orbite. Un engin robotique baptisé LINK, construit par Katalyst Space dans le cadre d’un contrat de 30 millions de dollars avec la NASA, devait le saisir et le remonter, mais des pannes de roues de réaction et une mise en rotation ont épuisé son propergol avant qu’il ne puisse tenter une capture.

Qu’est-ce qu’un sursaut gamma ?

Un sursaut gamma est un bref éclair de rayonnement de haute énergie et le type d’explosion le plus puissant que l’on connaisse. Les sursauts longs proviennent de l’effondrement d’étoiles massives, tandis que les sursauts courts, qui durent moins de deux secondes, sont associés à des collisions d’étoiles à neutrons.

La chronologie, et la suite

Swift a été lancé le 20 novembre 2004, et la NASA l’a rebaptisé en 2018 en hommage à son premier responsable scientifique, Neil Gehrels, disparu en 2017. Son sursaut court emblématique, GRB 050509B, est survenu en mai 2005 ; le BOAT a suivi le 9 octobre 2022.

La NASA a signé le contrat avec Katalyst le 25 septembre 2025, LINK a décollé le 3 juillet 2026 depuis l’atoll de Kwajalein, dans les îles Marshall, et la capture a été annulée le 19 août. LINK est rentré dans l’atmosphère fin septembre, et Swift a réalisé sa dernière observation le 20 octobre.

Reste désormais la chute elle-même, attendue d’ici quelques semaines. Les archives de Swift restent ouvertes aux chercheurs, des données qui, selon Domagal-Goldman, « alimenteront de nouvelles découvertes pendant encore des décennies ».

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