La technologie, la médecine et la recherche biologique ont progressé à un rythme vertigineux au cours des 100 dernières années. De nombreux concepts qui sont aujourd'hui des représentations emblématiques d'innovations scientifiques, telles que les ordinateurs et les voyages spatiaux, n'existaient tout simplement pas au début du XXe siècle. Inaugurer des progrès aussi remarquables a nécessité beaucoup de travail et beaucoup de financement.
Parmi les expériences scientifiques les plus chères de tous les temps figure le réacteur thermonucléaire expérimental international (ITER), qui coûte entre 14,3 et 17,6 milliards de dollars. Le projet de fusion nucléaire, financé par 35 pays collaborateurs, devrait créer le plus grand dispositif de fusion magnétique au monde. S'il fonctionne, le tokamak prouverait l'utilité de la fusion comme source d'énergie sans carbone. Mais l'ITER n'est pas seul dans les couloirs de l'innovation scientifique coûteuse. Stacker a utilisé diverses sources pour organiser une galerie de 25 des projets les plus coûteux à la pointe de la recherche scientifique. Des lasers gargantuesques aux observatoires sous-marins, ces expériences touchent à une variété de disciplines, chacune ambitieuse dans sa portée.
La plupart de ces innovations ont eu lieu dans la seconde moitié du XXe siècle, plusieurs étant encore en développement. Les percées scientifiques arrivent à des rythmes de plus en plus rapides :Forbes en mai 2019 a publié un article soulignant que les deux dernières décennies ont suscité à elles seules une créativité, une productivité et une production sans précédent. À l'aube d'une nouvelle décennie, il y a de grands espoirs quant aux innovations que les années 2020 apporteront. Les développements passés et l'accès à des technologies innovantes offrent de belles perspectives pour l'avenir de la découverte scientifique.
Lisez la suite pour découvrir certaines des expériences scientifiques les plus ambitieuses, à la fois dans le passé et qui commencent maintenant à être révélées.
1 / 25 La Station spatiale internationale est la plus grande structure que les humains aient jamais mise dans l'espace. La collaboration entre 16 pays permet un éventail de projets scientifiques à long terme, y compris la recherche des effets de la microgravité sur le corps humain et comment (ou si) les humains pourraient un jour explorer d'autres systèmes solaires. En août 2019, 218 sorties dans l'espace ont été effectuées depuis la station spatiale, qui orbite autour de la Terre 16 fois par jour. Cet effort a coûté environ 150 milliards de dollars, une dépense que la NASA a récemment commencé à essayer de couvrir en proposant des visites pour 35 000 $ par nuit.
2 / 25 Le CERN, l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire, est responsable du Grand collisionneur de hadrons, un accélérateur de particules capable de pousser les protons et les ions à une vitesse proche de la vitesse de la lumière dans l'espoir de découvrir l'origine de la masse, la preuve de la supersymétrie, la source de l'antimatière et bien d'autres mystères. L'appareil est réputé pour la découverte en 2012 du boson de Higgs, une particule subatomique qui donne à tout dans l'univers sa masse. Le coût pour une machine capable de ces prouesses ? Environ 4,75 milliards de dollars.
3 / 25 Le corps des ingénieurs de l'armée américaine a dirigé le développement du projet Manhattan pendant la Seconde Guerre mondiale à un prix alors de près de 2 milliards de dollars (environ 23 milliards de dollars en dollars d'aujourd'hui). Avec des contributions du Royaume-Uni et du Canada, le projet Manhattan a abouti à l'invention des premières armes nucléaires, y compris les bombes atomiques qui seraient larguées sur les villes japonaises d'Hiroshima et de Nagasaki. Depuis 2015, le site du projet est désormais le Manhattan Project National Historical Park.
4 / 25 Le plus grand laser au monde, le National Ignition Facility (NIF) utilise des lasers pour induire des réactions de fusion nucléaire dans le but de développer et de rechercher des armes nucléaires. Le département américain de l'énergie finance le laboratoire laser de 3,5 milliards de dollars. Outre la sécurité nationale, les lasers de l'installation contribuent également à la recherche visant à obtenir une énergie sans carbone.
5 / 25 Développé par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA pour 1 milliard de dollars, Juno a été lancé le 5 août 2011 et est en orbite autour de Jupiter depuis le 4 juillet 2016. La mission du vaisseau spatial est d'étudier la planète pour découvrir comment Jupiter s'est formé, ainsi que des faits clés. sur son atmosphère et sa géographie. Juno en février 2019 a renvoyé une photo remarquablement claire du jet-stream de Jupiter.
6 / 25 La source de neutrons de spallation (SNS) effectue la diffusion des neutrons, ce qui aide les scientifiques à rechercher la structure moléculaire et les propriétés des métaux, des échantillons biologiques, des polymères et d'un grand nombre d'autres matériaux complexes qui peuvent avoir des ramifications pour la chimie, la physique, l'ingénierie et la biologie. Il a fallu sept ans pour construire l'installation pour le département américain de l'énergie à hauteur d'environ 1,4 milliard de dollars. La première production de neutrons a eu lieu le 28 avril 2006.
7 / 25 Le collisionneur d'ions lourds relativistes est le seul collisionneur de particules en activité aux États-Unis et peut produire une chaleur plusieurs milliers de fois plus chaude que le soleil en heurtant des milliers de particules chaque seconde. Outre l'étude de la structure en spin des protons, le collisionneur permet d'étudier la première forme de matière à exister dans l'univers, immédiatement après le Big Bang. Le collisionneur de particules, qui a commencé à fonctionner en 2000, est exploité par le département américain de l'énergie et coûte 160 millions de dollars par an à entretenir.
8 / 25 Curiosity est le nom donné à un rover de la taille d'une voiture construit par la NASA pour 2,5 milliards de dollars qui a été lancé le 26 novembre 2011 et explore Mars depuis août 2012. Le rover a été développé pour étudier le climat, la géologie et la plausibilité de Mars. vie microbienne. À cette fin, Curiosity a récemment trouvé de l'oxygène inexpliqué sur Mars. "Votre sympathique voisin NASA Mars rover" tweete également régulièrement.
9 / 25 Développé à partir du succès de Curiosity, le Mars Rover 2020 de la NASA devrait être lancé en juillet 2020. Il est destiné à étudier l'histoire ancienne de Mars, y compris la géologie passée, et si la vie a déjà existé sur la planète. Le coût est estimé à 2,46 milliards de dollars.
10 / 25 Les États-Unis n'ont pas de site à long terme pour les déchets radioactifs actuellement stockés dans une série d'installations nucléaires à travers le pays, une lacune que certains membres du Congrès espèrent combler avec le dépôt de déchets nucléaires de Yucca Mountain. L'installation proposée doit être construite au plus profond de la montagne Yucca du Nevada ; cependant, alors que le projet a été approuvé en 2002, il y a eu des vagues d'opposition au sein du gouvernement fédéral et du gouvernement de l'État du Nevada qui ont suspendu le projet. Pendant ce temps, les centrales nucléaires continuent de stocker les déchets dans des emballages en béton. Le Congrès pourrait relancer le projet, qui, en 2008, selon le département américain de l'énergie, pourrait coûter jusqu'à 96 milliards de dollars.
11 / 25 Le site Web de l'International Thermonuclear Experimental Reactor promet une "énergie illimitée", et à un coût de près de 18 milliards de dollars, il semble plausible qu'il puisse livrer. L'Union européenne supporte la majeure partie du coût du réacteur, qui est une collaboration entre l'UE, l'Inde, le Japon, la Chine, la Russie, la Corée du Sud et les États-Unis. L'énorme réacteur qui pèsera 23 000 tonnes, vise à produire suffisamment de fusion pour pouvoir être considéré comme une alternative au pétrole et au charbon.
12 / 25 Financé par le Département américain de l'énergie, Advanced Light Source utilise des rayons X doux à faible énergie pour rechercher des éléments tels que la structure électronique de la matière, la physique atomique et moléculaire et la dynamique des réactions chimiques. L'accélérateur de particules, l'une des sources de lumière ultraviolette et de rayons X mous les plus brillantes au monde, a coûté 99,5 millions de dollars.
13 / 25 Le Very Large Array (VLA) est un interféromètre comprenant un arrangement de 27 radiotélescopes répartis en forme de Y au Nouveau-Mexique. Le projet, proposé en 1967 et officiellement achevé en 1981, a coûté 78,6 millions de dollars en dollars de 1972 (environ 477 millions de dollars aujourd'hui). Les astronomes utilisent le VLA pour étudier des éléments tels que les trous noirs, les sursauts gamma, les radiogalaxies, etc. L'installation est un produit de l'Observatoire national de radioastronomie de la National Science Foundation. En septembre 2017, le Very Large Array Sky Survey a commencé, une tentative de capturer 80 % du ciel terrestre en trois scans, découvrant ainsi environ 10 millions d'objets jusque-là inconnus.
14 / 25 Neptune est le plus grand observatoire sous-marin au monde, une boucle de fond marin de 500 milles de câble à fibre optique répartie sur la plaque tectonique de San Juan de Fuca. La structure permet une capacité sans précédent, y compris la connexion directe à Internet depuis le fond de l'océan et la réalisation d'études à long terme sur les volcans, les tremblements de terre et les zones de subduction du fond marin. Un effort conjoint entre la National Science Foundation aux États-Unis et l'Université de Victoria au Canada, le laboratoire a coûté environ 97 millions de dollars pour démarrer.
15 / 25 Financé par la National Science Foundation et nécessitant 197 millions de dollars pour sa construction, Earthscope est un observatoire qui utilise des techniques géophysiques pour enregistrer des données sur 3,8 millions de miles carrés. Comprenant des forages dans une zone de faille active, des sismographes, des inclinomètres et des stations magnétotelluriques, Earthscope donne un aperçu de la structure profonde du continent nord-américain et de ses tremblements de terre et volcans, des données qu'il rend accessibles au public en temps réel.
16 / 25 Monté au sommet de la Station spatiale internationale, le spectromètre magnétique Alpha est un détecteur expérimental de physique des particules qui mesure l'antimatière dans les rayons cosmiques, information utilisée pour comprendre la formation de l'univers. Construit par la NASA pour 2 milliards de dollars, le détecteur de particules recherche également la matière noire et mesure les rayons cosmiques. Le projet de spectromètre a débuté en 1994, avec plusieurs itérations avant son achèvement en 2010. Il a été mis en orbite en 2011 par la navette spatiale Endeavour et continue de mesurer les particules aujourd'hui.
17 / 25 Le programme Copernicus est un partenariat entre l'Union européenne, l'Agence spatiale européenne et les États et agences membres de l'UE, destiné à utiliser les données mondiales des satellites Copernicus du monde entier pour fournir une observation et une évaluation complètes et continues de la « santé » de la planète. À partir de diverses stations terrestres, maritimes et aéroportées, Copernicus offre des données continues sur l'atmosphère, les océans, les terres et le climat de la Terre. L'objectif est de fournir au public des informations pour une variété d'initiatives, y compris les urgences et la sécurité. Son coût estimé à l'achèvement en 2020 est de 7,4 milliards de dollars.
18 / 25 L'un des projets scientifiques les plus ambitieux de la seconde moitié du XXe siècle, le projet du génome humain a tenté d'identifier et de séquencer tous les gènes du génome humain. Il s'agissait du plus grand projet biologique collaboratif au monde, incluant le Département américain de l'énergie, les National Institutes of Health et plusieurs autres pays, pour un coût d'environ 5 milliards de dollars. L'idée était d'aider à faire des progrès dans la compréhension, l'identification et la prédiction d'un éventail de maladies, y compris le cancer. Le projet s'est terminé en 2003 et a mis les résultats à la disposition des scientifiques et des chercheurs.
19 / 25 Le télescope spatial James Webb est l'amélioration de la NASA par rapport au télescope spatial Hubble, qui devrait fonctionner dans une gamme de fréquences beaucoup plus basse, permettant l'observation d'objets plus anciens et plus éloignés que ce dont Hubble était capable. On espère que cette résolution et cette sensibilité améliorées permettront d'enquêter sur certains des événements les plus lointains de l'univers, y compris la formation des galaxies. Le télescope a coûté 9,66 milliards de dollars et son lancement spatial est prévu en mars 2021.
20 / 25 Le MYRRHA (Multi-purpose hYbrid Research Reactor for High-tech Applications) couple pour la première fois un réacteur nucléaire à un accélérateur de protons, une innovation qui garantit de manière ambitieuse un approvisionnement fiable en radio-isotopes pour la médecine et offre le potentiel de percées scientifiques dans des domaines tels que que la physique nucléaire et les interactions fondamentales. Géré par le Centre belge de recherche nucléaire, le projet dispose d'un budget total de 1,8 milliard de dollars.
21 / 25 Dans la même veine que le projet du génome humain, l'atlas des cellules humaines vise à cartographier toutes les 37,2 billions de cellules estimées dans le corps humain. Le projet est un consortium de près de 900 institutions différentes à travers le monde qui espèrent qu'en créant un guide de référence pour toutes les cellules humaines, nous comprendrons, diagnostiquerons et traiterons les maladies plus précisément et plus rapidement. On ne sait pas exactement combien ce projet devrait coûter, mais le projet en 2019 a reçu 68 millions de dollars de l'Initiative Chan Zuckerberg et 13 millions de dollars de la Fondation Helmsley, ce qui suggère un prix assez élevé pour l'effort.
22 / 25 Développé pour être utilisé par l'US Air Force, le système de positionnement global (GPS) est devenu accessible au public dans les années 1980. Avec combien nous l'utilisons maintenant dans notre vie quotidienne, il est facile d'oublier à quel point c'était un projet remarquable. Système de radionavigation par satellite, le GPS fournit des informations de géolocalisation et de temps n'importe où sur la planète ou à proximité, à tout moment. Les satellites ont initialement coûté 12 milliards de dollars pour être mis en orbite, et le système coûte environ 2 millions de dollars par jour pour fonctionner.
23 / 25 L'Advanced LIGO - Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory - est un observatoire physique capable de détecter les ondes gravitationnelles cosmiques avec une sensibilité beaucoup plus élevée que le LIGO original. Idée originale de Caltech et du MIT, Advanced LIGO a coûté 1,1 milliard de dollars à développer. En décembre 2018, Advanced LIGO avait observé 11 ondes gravitationnelles; 10 provenant de fusions de trous noirs et une d'une collision de deux étoiles à neutrons, la première fois que cela a été détecté.
24 / 25 Reconnaissable au public grâce à une apparition en 2011 sur "Jeopardy!", Watson est un système informatique développé par IBM capable de répondre aux questions et d'interagir comme le ferait un humain. IBM espère que Watson pourra être amélioré et développé pour les domaines juridique et médical, ainsi que pour le gouvernement et ailleurs. Bien que la société n'ait pas précisé le coût du développement de Watson, ce chiffre était estimé entre 900 millions et 1,8 milliard de dollars, selon un rapport de CNN en 2010.
25 / 25 Aucune organisation n'a travaillé pour trouver un remède contre le cancer. Mais depuis 1971, le National Cancer Institute a dépensé à lui seul au moins 90 milliards de dollars pour la recherche et le traitement, avec des dépenses en augmentation chaque année. L'institut déploie des efforts interdisciplinaires de grande envergure pour trouver un remède, notamment en concevant des virus à double fonction, en modifiant le régime alimentaire des souris et en réalisant des essais précliniques de médicaments.
