Le Chant des Étoiles

Vidéo accélérée de la rotation du radiotélescope F4KLO après réparation du moteur d’élévation rongé par la rouille. Il était tombé en panne lors des essais en 2013. Depuis, l’antenne était verrouillée au zénith !

« Le Chant des étoiles » *** est un projet scientifique (radioastronomie, astrophysique) et culturel (PSC) avec le radiotélescope du Parc de la Villette et d’expérimentations en télécommunications avec la station radioamateur et radioamateur par satellites F4KLO de l’Association Dimension Parabole sous convention avec l’Etablissement Public du Parc et de la Grande Halle de la Villette, EPPGHV.

La toute première « lumière » de la Galaxie reçue par le radiotélescope en juillet 2019 grâce à la mise sous tension du « préamplificateur découvert » à la source

Film de la compilation des spectrogrammes quotidiens de la Galaxie enregistrés depuis juillet 2019.

L’association s’est fixée comme premier objectif la réhabilitation du radiotélescope qui a été conçu lors de la création de la Cité des Sciences et de l’Industrie et du Parc de la Villette à Paris 19ème vers les années 1985-1986. L’idée de son initiateur Michel Charles était de présenter l’astronomie aux visiteurs au moyen d’un radio-télescope, un télescope optique n’étant pas idéal dans la journée à Paris. Le radiotélescope a donc été construit pour l’écoute des signaux en provenance de sources radio, dans la Galaxie en particulier. Mais, le radiotélescope commandé à l’Observatoire de Paris Meudon (sous la responsabilité du radioastronome François Biraud), assemblé et essayé à Nançay, puis transporté dans le parc de la Villette, n’avait jamais pu être réellement activé. Il s’y est lentement rouillé faute d’entretien pendant 33 ans !

L’antenne de 10 m du radiotélescope F4KLO sur monture équatoriale
Eclairage nocturne du radiotélescope mis en place le 10 juillet 2020

Cliquez sur la photo ci-dessous pour actualiser la photo prise par la caméra de surveillance toutes les dix minutes. Si nécessaire, pour ajuster l’affichage, cliquer sur la photo obtenue permet de dézoomer.

En 2008 l’Association des Radioamateurs de Paris (l’ARP75 est devenue depuis une amicale) avait signé avec l’EPPGHV une convention en vue de la réhabilitation du radiotélescope. Lire tous les détails sur l’onglet « Historique du projet ». L’association « Dimension Parabole » qui a pris la suite de l’ARP75, a signé en 2018 une nouvelle convention de trois ans jusqu’en février 2021 avec l’EPPGHV.

La Folie N4 proche du radiotélescope abrite le studio de la webradio *DUUU et le radioclub F4KLO

Le radio club de Dimension Parabole F4KLO situé dans la Folie N4 est une Association Locale (AL) du Réseau des Emetteurs Français, l’association représentative des radioamateurs, pour le département 75, ville de Paris.

Le Service Amateur est géré en France par l’Agence Nationale des Fréquences (ANFR). Cette agence a attribué l‘indicatif d’appel F4KLO (Foxtrot 4 Kilo Lima Oscar) à la station expérimentale du radio club hébergé dans la Folie N4.

Les associations radioamateurs sont regroupées au sein de l’International Amateur Radio Union (IARU).

Le service Amateur et le Service amateur par Satellite sont reconnus par l’Union Internationale des Télécommunications.

Le radioclub F4KLO est habilité à organiser des examens pour l’obtention des certificats d’aptitude en vue de l’attribution de licences radioamateurs par la Federal Communication Commission (FCC, USA). Quatre Volunteer Examiner, titulaires de licences du niveau Amateur Extra, participent au bon déroulement des examens sous l’autorité d’un Volunteer Examiner Team Leader (Rémi, F6CNB / N5CNB).

Les buts du projet sont multiples. Le premier consistera à cartographier la Galaxie à 21 cm, longueur d’onde de l’hydrogène H1, en trois dimensions en effectuant des mesures sur les signaux reçus depuis l’espace autour de la fréquence de la raie d’émission de l’atome d’hydrogène. C’était le but initial du radiotélescope lors de sa conception.

Photographie de notre Galaxie, la voie lactée

L’ensemble des observations effectuées pendant un peu plus de neuf mois a été compilé sous forme d’un film qui illustre le décalage de la Galaxie par rapport à l’axe de visée au zénith pendant la rotation de la Terre autour du soleil.

Pour voir une vidéo de la compilation des observations cliquer sur ce lien.

Depuis le 10 juillet 2020 après 7 ans d’immobilisation l’antenne est de nouveau orientable. Cliquer sur l’image pour visualiser un film de montage des images de surveillance (mis à jour toutes les 24 heures) avec la participation gracieuse du Soleil !

Pour leurs radiocommunications expérimentales les radioamateurs utilisent des récepteurs et des émetteurs. Afin de communiquer entre eux à grandes distances avec des ondes qui continuent en ligne droite – comme le faisceau lumineux d’un laser – , les radioamateurs utilisent différents moyens naturels ou artificiels de réflexion de leurs émissions pour les renvoyer vers le sol.

La Lune est souvent appelée OSCAR 0 (zéro) par les radioamateurs qui utilisent ce satellite comme réflecteur pour leurs communications

Ce sont par exemple les communications par réflexion sur la Lune, appelées liaisons « Earth-Moon-Earth » ou « EME » dont l’intérêt est de s’exercer à recevoir des signaux extrêmement faibles car la Lune est un piètre réflecteur. La deuxième activité au sein du radio club F4KLO consistera donc à effectuer des communications radioamateurs via la Lune utilisée comme réflecteur passif !

Dans le projet il est également prévu d’effectuer des télécommunications avec des stations radioamateurs relayées par satellite géostationnaire. Les modules transpondeurs radioamateur, financés par le Qatar, ont été construits au Japon sous la responsabilité de l’association des Radioamateur par Satellite en Allemagne (AMSAT-DL). Le satellite a été lancé avec succès le 15 novembre 2018 par une fusée Falcon-X. Les deux modules transpondeurs (l’un à bande large pour la télévision, l’autre pour les autre modes de communication à bandes étroites) ont reçus la dénomination Qatar-OSCAR 100 (QO-100) car c’était le centième satellite radioamateur ! (Orbiting Satellite Carrying Amateur Radio, OSCAR). Toutes les stations situées à l’intérieure de la surface de couleur claire sur la carte peuvent entendre et transmettre vers le satellite géostationnaire. QO-100 vient de fêter sa première année d’activité.

Couverture au sol du satellite Québec Oscar 100 (QO-100)

D’autres satellites pourront être suivis dans la mesure où leur fréquence émission et leur vitesses de déplacement sont compatibles avec les caractéristiques du radiotélescope.

Nous participons ainsi – à notre niveau – à l’éducation individuelle et collective, à la diffusion des savoirs scientifiques, aux échanges culturels internationaux et aux rapprochements entre les hommes, cela « sans intérêt pécuniaire« , conformément à notre statut radioamateur, reconnu par l’Union internationale des télécommunications (UIT) au titre du service radioamateur et du service radioamateur par satellite.

Le projet « Le Chant des étoiles » permet de faire découvrir au Public des visiteurs l’astronomie, le radioamateurisme. Des démonstrations et des ateliers didactiques seront organisés à ces fins. Des étudiants pourront utiliser le radiotélescope pour effectuer des travaux pratiques et ainsi promouvoir leurs carrières scientifiques. Le projet est capable de susciter des rapprochements par delà les frontières comme l’illustre l’échange avec le musée des sciences de Séoul.

Pus de trente années sans entretien on fait leur œuvre et la mécanique a souffert. La goupille en place sur le réducteur d’un des deux moteurs destinés à faire tourner l’antenne a joué son rôle de sécurité mécanique en se cassant lors d’un essai de rotation en 2013. L’origine de cette panne était dans le second réducteur du moteur de déclinaison dans lequel de l’eau s’était infiltrée ayant entraîné la formation de rouille qui avait grippé le mécanisme. C’est donc l’ensemble de la mécanique qui a du être révisée.

Dimension Parabole a obtenu de l’EPPGHV le passage en sous-sol d’un câble électrique qui alimente le radiotélescope et un câble Ethernet pour relier l’instrument à la Folie N4. Ensuite l’équipe de DP a réveillé l’instrument en mettant sous tension le préamplificateur placé derrière le dipôle récepteur situé dans une cavité tout en haut du mat au foyer primaire de l’antenne. La câble coaxial qui relie le préamplificateur au récepteur a été en partie remplacé. L’adjonction d’un second préamplificateur réglé sur 1200-1400 MHz et d’un filtre passe-bande devant un récepteur Software Defined Radio complète le dispositif provisoire. Les signaux captés par l’antenne du radiotélescope sont rediffusés par un serveur sur le site WebSDR de Dimension Parabole et analysés par des micro-ordinateurs sur place, mais accessibles par Internet. Lire les détails sur l’activation de la réception en juillet 2019 et les première images obtenues de la Galaxie dans les pages d’actualités.

Bien que l’antenne du radiotélescope ait été bloquée au zénith pendant un an, l’alimentation du préamplificateur d’origine connecté au dipôle récepteur a permis de recevoir les signaux de la raie hydrogène neutre autour de 1420,4 MHz. Deux fois par jour la rotation de la Terre provoque le passage de notre Galaxie dans l’axe de visée du radiotélescope. Ceci permet de calculer une image quotidienne comme celle ci-dessus.

Lorsque le préamplificateur en tête aura été remplacé par un ou plusieurs beaucoup plus performants il est envisagé de réaliser des observations sur une autre bande de fréquence intéressante pour la radioastronomie, la bande 18 cm. Ceci nécessitera la mise en place d’une tête de réception adaptée, de même pour le trafic EME.

Quatre récepteurs SDR sont actuellement connectés en parallèle sur l’antenne du radiotélescope. Les deux premiers LimeSDR et SDRduo sont consacrés à la radioastronomie et reçoivent, comme on l’a vu, les signaux de la raie hydrogène de la Galaxie. Un second SDR est géré par le programme SatNOGS pour la réception des satellites défilants LEOSAR (NOAA/METOP) sur 1540 MHz. Un troisième SDR calcule le spectre des signaux dans une bande d’un MHz entre 1544 et 1545 MHz accessible par Internet aux membres de l’équipe. Cette bande est celle des transpondeurs du système mondial de détection des balises de détresses par le système de satellites COSPAR/SARSAT et MEOSAR (GPS, Galileo et GLONASS). Ce système comporte en plus des satellites géostationnaires (GEOSAR). Ci-dessous spectrogramme illustrant les signaux du transpondeur de Galileo entre 1544,050 et 1544,150 MHz. On aperçoit à 1544,055 MHz la modulation BPSK et les deux bandes latérales à +/- 5 KHz de la balise BPSK 2400 Bauds. Un peu au-dessus de 1544,070 survient une rafale de balise de détresse 406 MHz sous forme d’un trait vertical de porteuse non modulée pendant 160 ms suivie d’une trame modulée à 400 Bauds.

Capture WebSDR du satellite Galileo GSAT0201 le 29-03-2020 à 17:40 UTC Elevation 87°

Dimension Parabole s’est associée avec les Hackers d’Electrolab (Nanterre) qui ont proposé de prendre en charge la révision mécanique de la motorisation de l’antenne.

Dimension Parabole partage avec une webradio (*DUUU unités radiophoniques mobiles) l’usage de la folie N4 située à proximité du radiotélescope. Une station radioclub amateur y est en cours d’installation au contact du studio d’enregistrement de *DUUU.

Actualité du projet au jour le jour

Historique du projet « le Chant des Etoiles »

*** « Le Chant des étoiles » – Un compositeur français, Louis Dandrel, a créé en 2000, Le Chant des étoiles, une œuvre inspirée du son des astres où sont transposées des ondes captées par des radiotélescopes.