La NASA a choisi son prochain télescope spatial d'astrophysique. Il s'appelle PRIMA (pour PRobe far-Infrared Mission for Astrophysics) et doit être lancé en 2033. Sa cible est une bande du spectre électromagnétique que plus aucun observatoire ne couvre depuis des années : l'infrarouge lointain. Selon Spaceflight Now, l'engin sera doté d'un miroir de 1,8 mètre, soit environ 5,9 pieds. Le coût du projet sera plafonné à 1,2 milliard de dollars américains, lancement « et autres coûts hors projet » exclus. Une condition reste à remplir : PRIMA doit encore franchir une revue de confirmation avant d'entrer en phase de construction.
Un miroir de 1,8 mètre peut sembler bien modeste à l'époque du télescope James Webb et de ses 6,5 mètres. C'est pourtant ce format qui explique le choix de la NASA, tout comme les limites de l'exercice.
Une fenêtre du ciel restée fermée
L'infrarouge lointain désigne, en gros, les longueurs d'onde comprises entre quelques dizaines et quelques centaines de micromètres. C'est le domaine de la matière froide : la poussière interstellaire, les nuages de gaz où naissent les étoiles et les disques où se forment les planètes. Une bonne partie de la lumière émise par les étoiles jeunes est absorbée par cette poussière, puis réémise dans l'infrarouge lointain. Sans instruments capables de la capter, on passe à côté d'une portion considérable de l'histoire de la formation des étoiles et des galaxies.
Or cette fenêtre ne s'observe à peu près pas depuis le sol, puisque la vapeur d'eau de l'atmosphère l'absorbe. Il faut donc aller dans l'espace, ou très haut dans l'atmosphère. Le dernier grand observatoire spatial de ce domaine, Herschel, de l'Agence spatiale européenne, a cessé ses observations en 2013 après avoir épuisé son hélium liquide. Du côté américain, Spitzer a été éteint en 2020, et l'observatoire aéroporté SOFIA, installé à bord d'un Boeing 747, a été retiré en 2022. Depuis, les astronomes de l'infrarouge lointain n'ont plus d'outil de pointe.
Le télescope James Webb ne comble pas ce vide. Il excelle dans l'infrarouge proche et moyen, mais son instrument le plus « froid », MIRI, s'arrête autour de 28 micromètres. PRIMA prendrait le relais au-delà. Selon les documents de conception de l'équipe scientifique, son spectromètre et son imageur couvriraient approximativement de 24 à plus de 200 micromètres.
Pourquoi un télescope de taille modeste peut rivaliser
Dans l'infrarouge lointain, la taille du miroir n'est pas le seul facteur de performance. Le télescope émet lui-même de la chaleur, et ce rayonnement parasite noie les signaux astronomiques faibles. La conception de PRIMA mise donc sur un télescope refroidi activement à quelques kelvins, soit à peine au-dessus du zéro absolu. Elle s'appuie aussi sur des détecteurs de nouvelle génération, beaucoup plus sensibles que ceux de Herschel. En ramenant le bruit thermique à un niveau très bas, un miroir de 1,8 mètre peut atteindre des sensibilités qu'un miroir plus grand mais plus chaud n'obtiendrait pas.
Cette approche permet aussi d'éviter le piège de Herschel : l'hélium liquide, dont l'épuisement fixait d'avance la durée de vie de la mission. Des cryoréfrigérateurs mécaniques doivent en principe prolonger l'exploitation au-delà de la mission de base.
Une nouvelle catégorie dans la stratégie de la NASA
PRIMA inaugure une classe de missions recommandée par le dernier exercice décennal des Académies nationales américaines des sciences, Astro2020 : les sondes d'astrophysique (Astrophysics Probes). L'idée est d'occuper le terrain entre les petites missions Explorer et les grands observatoires phares comme Webb, le futur télescope Nancy Grace Roman ou le projet à long terme Habitable Worlds Observatory.
Ce niveau intermédiaire répond à une leçon douloureuse. Les grands observatoires produisent des découvertes majeures, mais leurs dérapages peuvent paralyser tout un programme scientifique. Webb, lancé fin 2021, a coûté environ 10 milliards de dollars et accumulé plus d'une décennie de retard. En fixant un plafond ferme dès le départ, la NASA veut maintenir un rythme de missions régulier sans hypothéquer le reste de son portefeuille.
PRIMA a été retenu au terme d'une compétition. En 2024, la NASA avait financé deux études de concept concurrentes : PRIMA, dirigé depuis le centre Goddard, et AXIS, un télescope à rayons X. Le choix de l'infrarouge lointain reflète la priorité qu'Astro2020 accordait à cette bande, faute d'instruments en service.
La lecture de Spaceflight Now est toutefois claire : l'annonce ne vaut pas encore un feu vert définitif. La revue de confirmation, étape charnière du cycle de vie des projets de la NASA, doit valider la maturité technique, le calendrier et l'estimation des coûts. Ce n'est qu'après cette revue que la construction pourra commencer.
Les complémentarités évoquées par la communauté
La communauté scientifique a déjà commencé à préparer l'exploitation de PRIMA. Le groupe d'intérêt scientifique et technologique sur l'infrarouge de la NASA tient une série de séminaires consacrés à la mission. Selon NASA Science, celui du 28 septembre 2026 illustre deux pistes.
La première concerne la synergie avec Webb. Leonor Arriscado, du Centro de Astrobiología, en Espagne, y présente des travaux sur les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) à travers l'histoire cosmique. Ces grosses molécules carbonées sont omniprésentes dans le milieu interstellaire. Webb détecte leurs signatures dans l'infrarouge moyen, et PRIMA mesurerait l'émission de la poussière froide associée. En combinant les deux, on peut reconstituer le bilan énergétique complet des galaxies et suivre l'évolution de leur contenu en poussière et en molécules sur des milliards d'années.
La seconde piste touche à la défense planétaire. Joseph Masiero, du Caltech et de l'IPAC, y aborde la surveillance thermique des astéroïdes, dans la lignée de NEOWISE, dont les observations ont pris fin en 2024, et de NEO Surveyor, le télescope spatial que la NASA prépare pour repérer les objets potentiellement dangereux. Mesurer la chaleur émise par un astéroïde permet d'estimer sa taille et sa réflectivité de manière beaucoup plus fiable qu'en lumière visible. NEO Surveyor travaille dans l'infrarouge moyen, et un instrument sensible aux longueurs d'onde plus longues pourrait mieux caractériser les objets les plus froids et les plus lointains du Système solaire. Ces séminaires présentent ces liens comme des complémentarités explorées par les chercheurs, pas comme des engagements de mission.
Calendrier et budget : les risques d'ici 2033
Sept ans séparent l'annonce du lancement prévu. C'est court pour un observatoire cryogénique doté de détecteurs de pointe, et plusieurs risques sont connus d'avance.
Le premier est technique. Refroidir un télescope et des milliers de détecteurs à quelques kelvins, de façon fiable et sur une longue durée, reste un défi d'ingénierie. Les problèmes de cryogénie ont déjà fait déraper d'autres missions. Le retard des détecteurs figure lui aussi parmi les causes classiques de glissement de calendrier.
Le deuxième tient au plafond lui-même. Un coût plafonné oblige l'équipe à couper dans les capacités scientifiques plutôt qu'à demander une rallonge. Cette discipline est vertueuse, mais elle peut réduire les ambitions si des difficultés surgissent. Le chiffre de 1,2 milliard exclut par ailleurs le lancement : la facture totale pour les contribuables américains sera donc plus élevée.
Le troisième risque est politique. Les budgets scientifiques de la NASA subissent de fortes pressions à Washington. Des propositions récentes de la Maison-Blanche prévoyaient des compressions profondes en sciences spatiales, que le Congrès a en partie contestées. Un projet encore non confirmé est, par définition, plus facile à retarder ou à annuler qu'un observatoire déjà en construction.
Ce qu'il faudra surveiller
La prochaine étape décisive sera la revue de confirmation. Elle dira si l'estimation de 1,2 milliard tient et si 2033 reste réaliste. Si PRIMA passe ce cap, les astronomes récupéreront au milieu de la prochaine décennie une vue sur l'univers froid et poussiéreux qu'ils n'ont plus depuis Herschel, en complément direct de Webb. S'il ne le passe pas, ou s'il dérive, c'est tout le pari des sondes d'astrophysique, ces missions censées être plus modestes et mieux maîtrisées, qui serait remis en question.