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OBJETS EXTRATERRESTRES ARTIFICIELS

Freeman Dyson, a fait le pari qu'un contact éventuel a plus de chance de se réaliser depuis d'autres objets qu'une planète ou une lune. Et il n'est pas le seul à envisager cette hypothèse. 

capture56-8.jpgDes sondes extraterrestres dans le système solaire

Jusqu'à présent tous les projets organisés dans le cadre de SETI ont essayé de détecter des signaux artificiels d'origine extraterrestre. A tout hasard, les scientifiques ont également envoyé plusieurs messages à partir d'Arecibo (1974) ou d’Evpatoria en Ukraine (1999). En parallèle, chaque fois que l'occasion s'est présentée les scientifiques n'ont pas hésité à placer à bord des sondes spatiales des messages de bienvenue de notre civilisation destinés à la postérité ou à l'intention d'éventuels visiteurs extraterrestres (Pioneer X, Voyager 1 et 2, Mars Exploration Rovers, etc). 

Dans les meilleurs des cas ces messages devraient être capturés par une civilisation extraterrestre habitant sur une planète ou sur une lune et croisant le faisceau de nos différents signaux ou capturant les sondes spatiales pendant qu'elles s'enfoncent dans la Voie Lactée. La méthode passive consiste à attendre que les émissions électromagnétiques de la Terre (radio, télévision) atteignent une exo planète habitée.

Il est vrai que la recherche de vie extraterrestre est souvent résumée comme la recherche de preuves de technologie fabriquée par des êtres vivants plutôt que par autre chose. Les ufologues vont même jusqu'à déceler des traces manufacturées sur la Lune, d'anciennes villes sur Mars, etc.

Pour souligner les différences entre ces deux points de vue, Jill Tarter, directrice du programme SETI au SETI Institute et qui, rappelons-le, a inspiré le principal personnage du roman Contact de Carl Sagan, précise que : "La question de savoir où chercher la vie est un autre domaine dans lequel l'astrobiologie et SETI sont inextricablement liés. Aujourd'hui SETI travaille à étendre la liste des étoiles cibles chaque fois qu'une exo planète est découverte, une heureuse réalité qui était virtuellement inimaginable il y a dix ans. Notre connaissance accrue des conditions extrêmes dans lesquelles les organismes peuvent survivre nous a forcé à réexaminer notre conception des zones habitables autour des étoiles, encore agrandie dans le cadre de la recherche SETI". 

Scot Stride, ingénieur en télécommunication au JPL de la NASA a également essayé de répondre à la question de savoir où chercher des traces technologiques impliquant la vie. Il publia en janvier 2001 dans le Journal of the British Interplanetary Society un long article décrivant une stratégie de recherche qui permettrait de détecter des sondes robots extraterrestres dans le système solaire : Solar System SETI (S3ETI). Stride développa deux projets : la "recherche de visite extraterrestre", SETV, et la "recherche d'artefacts extraterrestres" (d'objets manufacturés extraterrestres), SETA, ce dernier ayant déjà été opérationnel en 1981-2 par Valdez et Freitas.

Stride envisage la construction d'instruments à semi-conducteurs combinés à des ordinateurs performants qui serviraient de plates-formes spatiales autonomes et passives pour découvrir des phénomènes inhabituels. 

L'hypothèse SETV n'est pas innocente. Stride faisait remarquer dans un article pour la SETI League que, "beaucoup de scientifiques et d'ingénieurs de ce centre de la NASA ne voient pas nos sondes robots simplement comme des machines, mais comme des extensions de nos sens, de notre intellect et de notre corps. En effet, Matt Golombeck [qui détermina le site d'atterrissage de la sonde Spirit sur Mars] appela avec humour la rover Mars Pathfinder Sojourner la version "mini-géologue" de lui-même. Mon idée est similaire. Cela m'a conduit indirectement à porter un intérêt personnel pour la recherche SETI et envers la manière de conduire une exploration galactique et la construction de sondes robots interstellaires". Pour le réalisateur James Cameron, "la rover Sojourner est devenue un personnage pour des millions d'individus, comme le protagoniste dans une histoire... La raison de la considérer comme une personne est que d'une certaine manière elle nous a représenté. C'est notre conscience qui la déplaçait sur la surface de Mars. Ce fut la célébration de ce quoi et de ce qui nous sommes".

L'histoire des petits hommes verts

L'hypothèse de Stride est presque aussi vieille que le monde et puise ses racines dans les anciens textes babyloniens et sumériens. Dès cette époque en effet, des récits et des illustrations nous expliquent que des extraterrestres auraient régulièrement visité notre planète. Mais depuis quelques siècles la science s'est extraite de la mythologie et de la superstition et notre connaissance de l'univers, des voyages spatiaux et de la recherche des civilisations extraterrestres se sont largement développés.

capture52-10.jpgMais depuis plus d'un siècle des savants et des farfelus ont cru découvrir d'autres formes intelligentes dans le système solaire : Lowell croyait voir des canaux d'irrigation sur Mars fabriqués par des martiens industrieux tandis qu'Adamski et quelques autres naïfs pensaient que Vénus était habité par des créatures blondes. Plus récemment, certains astronomes pensaient même que des extraterrestres habitaient dans la Ceinture des astéroïdes. Ces allégations ne furent jamais confirmées.

Sur base de nos connaissances actuelles des différents habitats du système solaire, les astronomes sont quasi certains qu'il n'existe actuellement aucune intelligence extraterrestre sur aucune autre planète que la Terre et sur aucune lune du système solaire. Tous ces environnements sont jugés extrêmes et limitent grandement la survie de toutes les formes de vie complexes que nous connaissons. Cela dit des colonies de microbes pourrait survivre dans les crevasses d'une lointaine lune du système solaire ou dans le sous-sol martien mais c'est aux astrobiologistes de les découvrir.

En fait quand on discute d'intelligences extraterrestres, conditionnés par les romans et le cinéma, on pense immédiatement à des créatures évoluées aux grands yeux noirs, ces fameux "petits hommes verts", ou gris, qui visiteraient notre système solaire mais qui seraient originaires d'un endroit bien plus éloigné, situé quelque part dans l'espace interstellaire. Nous sommes en pleine science-fiction... et pourtant cette idée est aujourd'hui sérieusement prise en considération par des scientifiques réputés de la NASA ou travaillant dans de grandes universités (Princeton, Harvard, Texas A&M, etc) et qui n'hésitent pas à prendre position en faveur de l'existence possible d'une vie intelligente ailleurs dans l'univers.

d13.jpg Depuis les sauts de puce de Yuri Gagarine (1961) et John Glenn (1962) en-dehors de l'atmosphère terrestre, nous avons été les témoins de remarquables succès en astronautique et en exploration planétaire.

Grâce aux sondes spatiales automatiques et aux rovers nous avons pratiquement visité toutes les planètes du système solaire, plusieurs comètes et quelques astéroïdes. De la même manière, une civilisation extraterrestre très avancée, s'il en existe une, pourrait explorer son univers proche avec des sondes robots dotées d'intelligence artificielle - un programme graduel d'exploration qui couvrirait de longues échelles de temps et d'espace. Si le hasard le veut, il n'est pas utopique qu'une telle sonde d'exploration soit actuellement en train d'explorer le système solaire.

capture53-9.jpg Cette hypothèse remonte au début des années 1960 où certains astronomes pensaient déjà que des objets pouvaient être parqués, en stationnement ou piégés, sur les points de Lagrange L4 ou L5 de l'orbite terrestre. Entre 1961 et 1982 au moins huit groupes de chercheurs ont étudié ces régions de stabilité gravifiques en utilisant des télescopes optiques et des radars de basses fréquences. Deux équipes ont spécifiquement recherché des objets d'origine artificielle dans ces régions. Ils ne trouvèrent rien mais leurs efforts ont participé au développement de la recherche SETI dans le système solaire. D'autres cibles comme les lunes de Mars ont également été considérées en 1967 dans le cadre de la recherche d'artefacts extraterrestres, en vain, malgré ce que pensait l'astrophysicien soviétique I.Shklovsky.

La rechercher des phénomènes micro-ondes anormaux (AMP) ou des signaux radio non-identifiés (URS) dans le système solaire. Les phénomènes AMP ou URS peuvent être recherchés au cours d'un programme de veille "All sky" ou en ciblant des objets particuliers du système solaire. Ces signaux peuvent atteindre la Terre de pratiquement n'importe quelle direction, mais la probabilité est plus élevée d'en trouver en explorant les régions comprises dans le plan du système solaire, une zone qui s'étend sur environ 17°  de part et d'autre de l'écliptique dans laquelle transite toutes les planètes et les lunes du système solaire

capture54-9.jpg Un AMP ou USR peut être généré par un phénomène artificiel mais également par une source naturelle comme le bruit d'une explosion, telle celle à laquelle on assista en 1994 avec la collision de la comète Shoemaker-Levy 9 avec Jupiter. L'événement fut enregistré au télescope optique et au radiotélescope.

Dans l'interview accordée à la SETI League cité précédemment, Stride disait en suspens : "On peut prétendre que si des sondes intelligentes extraterrestres se trouvent dans le système solaire et transmettent un signal vers la Terre, intentionnellement ou non, que nous pourrions le détecter avec l'infrastructure SETI actuelle. Toute personne connaissant les moyens à disposition de SETI n'accepterait cette allégation pour d'autres fréquences que la bande de 1 à 3 GHz (en particulier les raies de 18 et 21 cm)". 

Ceci soulève la question de la fréquence d'appel de la sonde. Faut-il tenir compte d'une fréquence telle que le "trou d'eau" décrite par Morrison et son équipe ou peut-il s'agir d'une fréquence spécifique, différente pour une transmission planétaire et pour un vaisseau spatial en orbite de parking ?

Une civilisation extraterrestre peut faire le même choix en transmettant sur une quelconque fréquence d'appel, en basant sa décision sur la seule économie ou la facilité d'utiliser leur émetteur à certaines fréquences. Aussi la recherche de signaux sur des fréquences beaucoup plus étendues et aussi élevées que la bande de 12 à 60 GHz, est une décision digne de considération.

Choisir une fréquence préférée pour rechercher les émissions de sondes robots extraterrestres dans le système solaire est difficile à déterminer car les motivations et le type d'émission électromagnétique d'une telle sonde sont inconnus. Si la sonde découvre notre civilisation et désire engager une communication avec nous, elle peut scanner nos émissions planétaires et choisir une fréquence calme ou une bande spectrale pour attirer notre attention.

Nous avons décrit ailleurs qu'il existe plusieurs fréquences réservées à la radioastronomie (par exemple le sulfite de carbone, COS, sur 97.981 GHz) qu'une sonde pourrait utilisée comme fréquence d'appel en utilisant un signal de faible puissance.

Si on fait l'hypothèse que ces sondes extraterrestres utilisent de petite antenne directionnelle de 10 cm de diamètre, on peut s'attendre que leur fréquence d'appel soit située dans la région millimétrique du spectre. En utilisant un système de détection limité aux énergies comprises entre 0.5 et 10 GHz on pourrait passer sur des signaux artificiels émis à plus hautes fréquences. D'un autre côté, si les sondes sont suffisamment grandes et émettent des bouffées de rayons gamma à travers leur système de propulsion, on peut imaginer se concentrer sur les sous-produits de tels phénomènes qui présentent des caractéristiques de très large bande (et dès lors d'être peu parasités par les interférences terrestres)

Déterminer la distance d'un signal

Qu'entend-on par signal "proche" ou "puissant" ? Comment savoir si un signal suspect provient du système solaire ou de l'espace interstellaire ? La question de l'énergie d'un signal est importante dans la recherche SETI et autre SETV. Un radiotélescope est capable d'émettre un signal à 25000 a.l. ou d'écouter toutes les étoiles dans un rayon de 100 ou de 1000 a.l. Avec l'antenne de 70m de Golstone une sonde spatiale comme Voyager est encore détectable à deux fois la distance de Pluton où son signal atteint à peine 10-21 watts. C'est une puissance suffisante pour mettre en alerte les protocoles SETI.

Si nous sommes confinés au spectre micro-onde pour la recherche SETV, l'argument consiste à dire que les signaux extraterrestres ne seront pas très puissants car l'énergie consomme beaucoup de ressources et donc de l'argent alors que le résultat est incertain. Une autre raison est que les éventuels extraterrestres ne savent pas que nous existons car nos "fuites" électromagnétiques ont a peine atteint 100 a.l., un volume qui ne contient qu'environ 4500 systèmes stellaires, alors que l'on s'attend à ce que la plus proche civilisation soit située beaucoup plus loin dans la Galaxie. Aussi, dans une attitude conservatrice et qui s'impose d'elle-même, la recherche SETI dans l'espace proche se limite traditionnellement à l'intérieur du système solaire.

Parfois, durant les programmes de veille SETI, des objets du système solaire se trouvaient dans le faisceau principal de l'antenne ou dans les lobes latéraux. Avec un seul radiotélescope aux capacités directionnelles limitées, il est souvent difficile de connaître le décalage Doppler ou la forme gaussienne de l'énergie détectée, et donc de savoir si le signal est émis de l'intérieur ou de l'extérieur du système solaire. Durant les 5 années d'existence du projet META-I de l'Université d'Harvard, 37 candidats furent identifiés dépassant la sensibilité moyenne de 1.7x10-23 W/m2 du récepteur[1]. Aucun de ces signaux ne fut confirmé lors des observations ultérieures. En 1989 deux parmi ces candidats furent détectés alors que l'antenne était pointée près de Saturne et de ses lunes, tout près de la position de la sonde Voyager II. Durant la ré observation de ces deux signaux, Saturne s'était déplacée dans le ciel et ne fut plus aux coordonnées indiquées lorsque l'antenne fut mise en position. Il n'est pas encore prouvé que les chercheurs ont eut conscience que  Saturne se trouvait dans le faisceau de l'antenne durant les observations. Rétrospectivement, ils auraient dû se rendre compte de leur erreur en passant en mode drift-scan (filé) et en cherchant à déterminer si les émissions se déplaçaient rapidement par rapport au fond stellaire ou si elles accusaient une effet Doppler inhabituel.

L'analyse du décalage Doppler d'un signal est principalement utilisée pour déterminer le mouvement relatif (linéaire ou rotatif) d'un objet. En recherche SETI traditionnelle, les signaux détectés sont compensés pour différents cadres de référence inertiels (CMB, GBC et LSR) qui ne s'appliquent pas aux corps du système solaire. Ces compensations, si elles sont ajoutées à des signaux émis depuis le système solaire feront qu'ils seront rejetés par le système car leur déplacement n'obéit pas au mouvement sidéral que l'on attend d'un corps situé à plusieurs années-lumière. A ce propos, tous les corps du système solaire peuvent faire l'objet d'un suivi micro-onde SETI mais lorsqu'ils sont dans le faisceau de l'antenne, leurs signaux doivent être traités différemment des émissions stellaires pour déterminer s'ils se situent tout près ou très loin de la Terre.

La première contrainte observationnelle est la position géocentrique des corps par rapport au Soleil. A moins de 3° du Soleil le bruit thermique du disque solaire domine les faibles émissions qui peuvent émaner d'une planète et le rapport signal/bruit devint inacceptable. Mercure par exemple sera moins étudiée que Jupiter ou même que Pluton dont l'orbite est très excentrique.

La seconde contrainte est technique et concerne la durée durant laquelle l'astre est visible depuis deux antennes. La vérification indépendante d'un signal requiert que deux ou plusieurs antennes détectent le même signal aux mêmes coordonnées astronomiques. Pour cela Arecibo est une d'une grande utilité pour vérifier les signaux détectés avec l'ATA. Toutefois en raison de sa latitude beaucoup plus basse (18°N contre 35°N), l'antenne d'Arecibo ne peut pas observer certains corps lorsqu’ATA peut le faire et vice versa. Si un signal est détecté avec l'ATA alors qu'Arecibo ne peut pas le confirmer, cela crée un problème. Dans ce cas, d'autres radiotélescopes doivent être sollicités pour vérifier la concordance du signal.

Le protocole de recherche SETI

Quels genres de signaux seront recherchés et quelle est la probabilité d'en découvrir ? Les adaptes de la recherche S3ETI vont rechercher toutes les objets pouvant signaler une sonde spatiale, des machines, des vaisseaux et des phénomènes extraterrestres suspects présents dans l'orbite terrestre ou près de la Terre. Précisons pour éviter toute ambiguïté qu'il n'y a aucune raison d'assumer qu'une sonde robotisée vienne visiter le système solaire avec l'intention de communiquer avec la Terre. Cette stratégie vise donc toute émission qu'elle soit fortuite ou jugée intentionnelle. Les responsables de SETI soulignent qu'un signal par micro-ondes ou faisceau optique peut provenir de distances interstellaires et ne doit pas nécessairement être émis à partir d'une sonde spatiale. Si cela s'avère exact, les signaux intentionnels seront encore moins probables que les fuites involontaires...

Si des signaux intentionnels sont émis ils peuvent ne pas nous être destinés mais plutôt signaler quelqu'un ou quelque chose à l'extérieur du système solaire. Si des sondes robots évoluées transmettent des signaux aux longueurs d'ondes infrarouge-visible-UV sous forme d'impulsions laser, nous pourrions détecter les fuites émises par les amplificateurs micro-ondes. Dans ce cas si une émission dirigée constituerait une grande découverte, les fuites sont plus probables. Bien sûr dans le protocole de détection il faut inclure un système d'analyse des erreurs pour exclure toute fuite d'origine terrestre irradiée par un système proche pour ne pas retomber dans les fausses alertes du passé comme le fameux signal WOW de 1977. A propos des communications avec Mars que le bruit terrestre et les interférences affectent toutes les recherches SETI en micro-ondes. Le programme S3ETI doit prendre en considération les mêmes seuils critiques et utiliser les mêmes techniques de filtrage que celles utilisées par SETI et proposées pour l'ATA. Ces interférences peuvent même provenir de nos propres sondes spatiales, telle Cassini ou celles explorant les comètes ou les astéroïdes.

Nous ne devons pas non plus oublier les pulsars qui sont à la fois périodiques et émettent fortement dans le spectre micro-onde. Si des pulsations périodiques sont détectées en observant un objet du système solaire, elles devront être confrontées aux périodes des centaines de pulsars connus. Il devrait être assez simple de déterminer si l'objet est un nouveau pulsar dans la mesure où son signal suivra le mouvement sidéral. Une autre analyse consiste à examiner la polarisation du signal. Une émission naturelle devrait présenter des polarisations aléatoires et non cohérentes. La détection d'un signal statistiquement plus énergétique dans un plan de polarisation signifierait qu'il provient d'une source non naturelle.

capture46-2-3.jpgEnfin, il faut éviter de tomber sur les constellations de satellites en orbite autour de la Terre. Certains transiteront sans aucun doute devant le lobe principal de l'antenne. Ces interférences affectent tant les recherches d'objets proches que lointain et doivent être traités de la même manière et rejetés. Ces signaux parasites ont un profil connu, on connaît leur porteuse et leurs bandes latérales et ils peuvent donc être facilement éliminés le cas échéant par traitement numérique des signaux. Des éruptions de bruits peuvent aussi apparaître pendant que les chercheurs analysent les signaux des planètes géantes. Ces parasites naturels peuvent être provoqués par les impacts de petits astéroïdes ou de comètes. Les astronomes doivent les reconnaître pour les discriminer d'un éventuel signal artificiel. Rechercher une périodicité dans les bruits est l'une des manières de déterminer si un signal est artificiel, méthode qui doit immédiatement être suivie d'une identification avec des interférences terrestres artificielles (RFI).

En élaborant ce projet, il faut bien se dire que si une sonde extraterrestre évoluée veut dialoguer avec nous, elle utilisera des détecteurs adaptés à sa mission. Elle ne fera pas comme le sonde Galileo durant son vol vers Jupiter qui fut au début de sa mission incapable de détecter si la Terre était hospitalière ou non d'un point de vue chimique, parce qu'à courte distance ses détecteurs étaient saturés car ils étaient en fait prévus pour étudier Jupiter. La sonde Galileo était conçue pour observer une certaine cible et n'était pas calibrée pour observer autre chose, comme un détecteur dans une chambre à bulle est capable de détecter des électrons mais il ne mettra jamais en évidence une particule neutre. Mais ce n'est pas autant qu'il faut en conclure que les particules neutres n'existent pas (par exemple les neutrinos) ou que la vie n'existe pas sur Terre...

Le fait que l'ATA soit utilisé pour la recherche SETI interstellaire ne constitue par contre pas un obstacle à la recherche SETI dans le système solaire. En effet, durant la recherche SETI certaines cibles du système solaire peuvent être rejetées lorsque les antennes sont utilisées au maximum de leur sensibilité. La cible la plus évidente à éviter est bien sûr le Soleil. A part qu'il sert de source de "bruit chaud" pour calibrer les systèmes, il réduit la sensibilité du système de réception et cela devrait être évité. La Lune et Jupiter sont également des sources de bruit connues. En observant ces cibles on s'attend à une certaine dégradation de la température de bruit, mais pas suffisamment pour saturer le système de détection. En outre, il est possible d'annuler certaines sources de bruits ponctuelles en configurant certaines antennes en opposition de phase. Les sources non thermiques comme Cassiopeia A, la nébuleuse du Crabe, M87 et Cygnus A peut, si nécessaire, être annulées durant les observations, lorsqu'elles transitent devant les antennes pendant que les chercheurs visent des régions bien précises du système solaire.

L'avenir

Scot Stride considère que "Des radiotélescopes comme l'ATA sont des outils merveilleux parce qu'ils peuvent être configurés afin de rejeter les sources de bruit connues durant les recherches SETI dans le système solaire. Après la construction de l'ATA, à partir de 2010 le "Square Kilometer Array" (SKA) pourra également servir la recherche SETI traditionnelle ainsi que la recherche SETI dans le système solaire. Au-delà il est difficile d'envisager concrètement l'avenir.Dans l'immédiat nous allons soumettre des propositions techniques aux responsables de l'ATA afin qu'ils acceptent le projet S3ETI et nous garantissent du temps d'observation, soit en mode primaire soit en parallèle sur d'autres programmes. Si nous gagnons du temps d'observation sur l'ATA, cela nous ouvrira des portes pour mener des stratégies de recherches alternatives dont SETI a véritablement besoin. Nous avons encore beaucoup à apprendre du fonctionnement d'ATA et sur l'implémentation des expériences S3ETI". "La recherche SETI dans le système solaire ne peut évoluer que si nous acquérons de l'expérience pratique en réalisant de la recherche appliquée. Si  SETI ne peut développer ces alternatives en raison du conservatisme qui entoure cette idée, nous ne saurons jamais si des intelligences extraterrestres ont où non déjà découvert notre système solaire. 

Actuellement la recherche S3ETI n'a pas de concurrent. Lorsque l'ATA sera opérationnel, il sera capable d'observer 17000 systèmes stellaires habitables jusqu'à 300 parsecs (978 a.l.) de la Terre. Si nous détectons un signal à cette distance, il ne faut pas oublier qu'il aura été émis il y a environ mille ans, vers l'an 1000 de notre calendrier..."

ALLO ! ICI LA TERRE.

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