Le télescope Hubble
Depuis son lancement en 1990, le télescope spatial Hubble (HST) a fourni un éventail éblouissant d’images qui ont impressionné et inspiré le public.
Mais Hubble est bien plus que de jolies photos. La mission a recueilli des dizaines de téraoctets de données au fil des décennies, fournissant des informations clé sur l’univers, depuis des objets aussi proches que la lune jusqu’aux galaxies les plus éloignées, avec des observations de supernovas et de nébuleuses entre les deux.
Quelques faits et chiffres sur le télescope spatial Hubble :
- Il mesure 13,2 mètres de large avec un diamètre maximal 4,2 mètres. Sur Terre, il pèserait 11110 kilogrammes.
- Le télescope à énergie solaire a été lancé le 24 avril 1990 à bord de la navette Discovery et a été déployé un jour plus tard.
- Il orbite à environ 547 kilomètres au-dessus de la Terre, sur un chemin incliné de 28,5 degrés vers l’équateur. Sa vitesse moyenne est de 27 000 km/h, et il faut 95 minutes pour terminer une orbite.
- Il transmet environ 120 gigaoctets de données scientifiques chaque semaine. Ce serait environ 1097 mètres de livres sur une étagère. La collecte d’images et de données est stockée sur des disques magnéto-optiques.
- Le miroir principal du télescope mesure 2,4 mètres de large et pèse 828 kg. Son miroir secondaire mesure 0,3 mètres de large et pèse 12,3 kg.
- Les astronautes ont desservi Hubble à cinq reprises, dans le cadre de missions lancées en décembre 1993, février 1997, décembre 1999, février 2002 et mai 2009.
Le grand télescope spatial a été baptisé Hubble en l’honneur d’Edwin Hubble, un astronome américain qui, entre autres choses, a déterminé que l’univers s’étendait au-delà des frontières de la Voie lactée.
Hubble s’est lancé à bord de la navette Discovery le 24 avril 1990 et, un jour plus tard, il a été déployé en orbite terrestre basse, à environ 545 kilomètres au-dessus de notre planète. Le développement et le lancement d’Hubble a coûté 1,5 milliards de dollars, mais il y aurait aussi des coûts permanents, à la fois attendus et inattendus.
Des images floues et un correctif indispensable :
Les premiers instruments comprenaient la caméra planétaire à grand champ, le spectrographe haute résolution Goddard (GHRS), la caméra d’objets faibles (FOC), le spectrographe d’objets faibles (FOS) et le photomètre haute vitesse.
Hubble a connu des problèmes d’équipement dès le départ. Par exemple, les premières images du télescope sont revenues si floues qu’elles étaient presque inutiles scientifiquement. Il s’est avéré que le rétroviseur principal de 2,4 mètres de large présentait un défaut : Une aberration sphérique causée par une erreur de fabrication. Le défaut était minuscule, à seulement 1/50 de l’épaisseur d’une feuille de papier, mais c’était assez grand pour causer des problèmes d’imagerie majeurs.
Le 2 décembre 1993, la navette spatiale Endeavour a transporté un équipage de sept personnes pour réparer Hubble pendant cinq jours de sortie dans l’espace. Deux nouveaux appareils photo, dont le Wide-Field Planetary Camera 2 (WFPC-2), qui a plus tard pris bon nombre des photos les plus célèbres du télescope, ont été installés pendant le correctif. En décembre 1993, les premières nouvelles images ont atteint la Terre, et elles ont été à couper le souffle.
Les astronautes de sortie dans l’espace ont réparé, entretenu et amélioré Hubble lors de quatre missions d’entretien supplémentaires, qui ont eu lieu en février 1997, décembre 1999, mars 2002 et mai 2009.
La mission de 1997 a remplacé du matériel défaillant ou dégradé et a installé deux nouveaux instruments, le spectrographe d’imagerie du télescope spatial (STIS) et la caméra proche infrarouge et le spectromètre multi-objets. Les nouveaux instruments, qui ont remplacé le GHRS et le FOS, ont étendu la vision de Hubble dans la gamme de longueurs d’onde proche infrarouge, ont écrit des responsables de la NASA dans un explicatif de mission d’entretien.
La prochaine visite d’astronaute devait à l’origine être un voyage de maintenance relativement routinier qui a décollé en juin 2000. Mais le quatrième des gyroscopes de maintien de l’orientation du télescope a échoué en novembre 1999 (Hubble a six gyroscopes, mais a besoin d’au moins trois gyroscopes fonctionnels pour collecter des données scientifiques). En réponse, la NASA a révisé ses plans de mission d’entretien, divisant la suivante en deux parties, dont la première a été lancée en décembre 1999.
Au cours de cette mission de 10 jours, les astronautes ont remplacé tous les gyroscopes, ainsi que l’un de ses trois capteurs de guidage fin, et ont également effectué d’autres travaux de maintenance.
La prochaine visite avec équipage, connue sous le nom de mission d’entretien 3B (à la suite de la mission d’entretien 3A de 1999), a eu lieu en décembre 2002. Au cours de ce voyage de 11 jours, « les astronautes ont remplacé les panneaux solaires et ont installé la caméra avancée pour les levés (ACS), qui a remplacé la caméra d’objets faibles, le dernier instrument original du télescope« , ont écrit des responsables de la NASA dans l’explication de la mission d’entretien.
Comme le lancement, la cinquième et dernière mission d’entretien a été retardée par une tragédie de la navette : l’éclatement de Columbia en février 2003 lors de son retour dans l’atmosphère terrestre, qui a tué les sept astronautes à bord. Cet accident tragique a fini par repousser le vol de service de sa date cible initiale de 2005 à mai 2009. Au cours de la mission, les astronautes ont installé de nouvelles batteries et de nouveaux gyroscopes et installé deux nouveaux instruments, le Cosmic Origins Spectrograph et la Wide Field Camera 3. Entre autres tâches, les astronautes ont également relancé l’ACS et le STIS, qui avaient tous deux échoué. « Grâce à ces efforts, Hubble a été amené au sommet de ses capacités scientifiques« , ont écrit des responsables de la NASA.
Les découvertes du télescope Hubble :
Le télescope spatial Hubble a duré 20 ans, et au cours de cette période, il a révolutionné notre compréhension de l’univers. Voici un bref aperçu de ses plus grandes réalisations.
La matière noire :
La matière noire, qui est invisible, mais révèle son existence par la gravité, représente environ 23 % de l’univers. En analysant les distorsions causées par la gravité de la matière noire sur la lumière provenant de galaxies lointaines, le télescope a aidé à construire les cartes 3D à plus grande échelle que les scientifiques aient de l’endroit où la matière noire est distribuée dans l’univers. Ceux-ci ont aidé à montrer que l’agglutination de la matière noire a apparemment augmenté au fil du temps, montrant qu’elle présente une gravité ordinaire, par opposition à autre chose. Une meilleure compréhension du comportement de la matière noire pourrait aider les scientifiques à comprendre ce qu’elle est réellement.
Pluton et ses proches :
Hubble a découvert deux nouvelles lunes de Pluton, surnommées Nix et Hydra, et a récemment cartographié les changements saisonniers de sa surface. En outre, en aidant à découvrir la masse d’Eris, qui est 27 % plus massive que Pluton, la prise de conscience que des corps similaires pourraient se cacher dans la ceinture de Kuiper et au-delà a contribué à rétrograder Pluton et des objets similaires au statut de planète naine. Les observations futures de tels corps éloignés pourraient aider les scientifiques à mieux comprendre comment le système solaire a évolué.
Les disques protoplanétaires :
En regardant des régions formant des étoiles telles que la nébuleuse d’Orion, Hubble a pu montrer que les disques protoplanétaires de gaz et de poussière sont omniprésents autour de nombreuses jeunes étoiles. Ceci renforce l’idée que les mondes extraterrestres sont communs dans l’univers.
La comète Shoemaker-Levy 9 :
La comète Shoemaker-Levy 9 est entrée en collision spectaculaire avec Jupiter en 1994, un impact que Hubble a capturé dans toute sa splendeur surprenante. L’attraction gravitationnelle de la planète géante a déchiré la comète en fragments, ce qui a entraîné 21 impacts visibles. La plus grande collision a créé une boule de feu qui s’est élevée à environ 3 000 km au-dessus du sommet des nuages joviens ainsi qu’une tache sombre géante de plus de 12 000 km de diamètre (soit environ la taille de la Terre) et on estime qu’elle a explosé avec la force de 6 000 gigatonnes de TNT. Non seulement les observations ont accru l’intérêt du public pour les effets des impacts cosmiques, mais elles ont également fait la lumière sur l’atmosphère de Jupiter.
Énergie sombre :
En déterminant le rythme d’expansion de l’univers, Hubble a peut-être aidé à résoudre le mystère de l’âge de l’univers, mais il est devenu de manière inattendue encore plus profond : le fait que le taux d’expansion de l’univers ne ralentit pas ou reste constant, mais s’accélère inexplicablement. On pense maintenant que le coupable derrière cela, surnommé l’énergie sombre, représente 74 % de l’énergie de masse combinée dans l’univers entier, et cela reste une énigme totale. Par conséquent, résoudre ce mystère pourrait révolutionner la physique telle que nous la connaissons.
Trous noirs :
Le télescope Hubble a découvert que des trous noirs supermassifs se cachent probablement dans chaque galaxie qui a un renflement d’étoiles en son centre. Le lien très étroit entre la taille de ces trous noirs centraux et la taille de leurs galaxies que le télescope a vu a également montré que les deux évoluent de concert, faisant la lumière sur la façon dont l’univers a évolué au fil du temps.
Mondes extraterrestres :
La plupart des quelque 400 planètes extrasolaires trouvées à ce jour ont en fait été découvertes par des télescopes au sol. Pourtant, Hubble a fait des progrès importants dans nos recherches sur les mondes extraterrestres, tels que la détermination de la composition de l’atmosphère d’une exoplanète pour la première fois et l’imagerie de la lumière visible de Fomalhaut b.
Le télescope spatial James Webb va certainement réaliser les prochaines grandes découvertes et améliorer nos connaissances actuelles. Il a décollé le 25 décembre 2021.
