Nommé en l’honneur de l’astronome pionnier Edwin HUBBLE, et conçu pour la première fois dans les années 1940 Hubble est un grand observatoire spatial qui a révolutionné l’astronomie. Initialement appelé le grand télescope spatial, depuis son lancement et son déploiement par la navette spatiale Discovery en 1990. Il résulte d’une collaboration et d’un long travail de recherche de la NASA et de l’Agence spatiale européenne, l’ESA.
Loin au-dessus des nuages de pluie, de la pollution lumineuse et de l’atmosphère distorsions, Hubble a une vision cristalline de l’univers.
Les scientifiques ont utilisé ce dernier pour observer certaines des étoiles et des galaxies les plus lointaines jamais vues, ainsi que les planètes de notre système solaire.
Crédits : NASA
Son orbite est située à environ 600 km d’altitude. Il effectue un tour complet de la Terre toutes les 100 minutes.
Hubble a fait plus de 1,5 million d’observations au cours de sa vie. Plus de 19 000 articles scientifiques évalués par des scientifiques ont été publiés à partir de ses données. Pas seulement, chaque manuel d’astronomie actuel comprend des contributions du télescope.
Le télescope a suivi des objets interstellaires alors qu’ils planaient à travers notre système solaire. Il a regardé une comète entrer en collision avec Jupiter et a découvert des lunes autour de Pluton. Le télescope a trouvé des disques poussiéreux et des pépinières stellaires dans toute la Voie lactée qui pourraient un jour devenir des systèmes planétaires à part entière. Il a également étudié les atmosphères des planètes qui orbitent autour d’autres étoiles.
Le rêve d’un télescope dans l’espace devenu réalité !
Au 18e siècle, le télescope est devenu l’instrument indispensable pour explorer le cosmos. Des télescopes plus grands et meilleurs étaient construits partout dans le monde. Les planètes, les étoiles et les nébuleuses qui ne pouvaient pas être vues à l’œil nu étaient régulièrement notées et enregistrées. Les progrès de la photographie. De la spectroscopie à la photométrie, ont accru la polyvalence, la sensibilité et la puissance de découverte du télescope.
Spectroscopie : division de la lumière en ses couleurs composantes
Photométrie : mesure de la luminosité des objets célestes
En 1923, le scientifique allemand Hermann Oberth, l’un des trois pères de la fusée moderne (avec Robert Goddard et Konstantin Tsiolkovsky), a publié “Die Rakete zu den Planetenraumen” qui signifie “La fusée dans l’espace planétaire”. Ce dernier mentionnait comment un télescope pouvait être propulsé en orbite terrestre par une fusée. En 1946, l’astrophysicien de Princeton Lyman Spitzer a écrit sur les avantages scientifiques d’un télescope dans l’espace. Qui planerai au-dessus de l’atmosphère turbulente de la Terre.
Après le lancement du satellite soviétique Spoutnik en 1957, la toute jeune administration nationale de l’aéronautique et de l’espace NASA a lancé avec succès deux observatoires astronomiques orbitaux (OAO) en orbite. Ils ont fait un certain nombre d’observations ultraviolettes. Il ont également fourni des expériences d’apprentissage pour la fabrication et le lancement de futurs observatoires spatiaux.
Pendant ce temps, des groupes scientifiques, gouvernementaux et industriels ont planifié la prochaine étape au-delà du programme OAO. Spitzer a rassemblé le soutien d’autres astronomes pour un “grand télescope orbital”. En 1969, l’Académie nationale des sciences a donné son approbation pour le projet du grand télescope spatial (LST), et les audiences et les études de faisabilité se sont poursuivies.
Après le “bond de géant pour l’humanité” d’Armstrong sur la Lune en 1969, le financement des programmes spatiaux de la NASA a commencé à diminuer. Ceci a mis en péril le programme LST. Ses planificateurs du ont dû concevoir le télescope sous des contraintes budgétaires.
Plusieurs acteurs ont pris part au projet
L’Agence spatiale européenne (ESA) a rejoint le projet en 1975 et a fourni quinze pour cent du financement du LST. En 1977, le Congrès a approuvé le financement de la construction de l’un des satellites les plus sophistiqués jamais construits.
Au total, des dizaines d’entrepreneurs, une poignée d’universités et plusieurs centres de la NASA, ont fait du rêve d’un télescope au-dessus des nuages et dans l’espace une réalité.
En 1985, le télescope était assemblé et prêt à être lancé.
Cependant, en 1986, la catastrophe a frappé. L’accident du Challenger a forcé la NASA à immobiliser la flotte de navettes spatiales pendant deux ans. Mais le projet HST a utilisé ce temps pour effectuer d’autres travaux sur le télescope.
Ensuite, le 24 avril 1990, la navette spatiale Discovery a enfin décollé de la Terre avec le télescope spatial Hubble solidement niché dans sa baie.
Le 25 avril 1990, Hubble a été mis en orbite, prêt à scruter l’immensité de l’espace, offrant un aperçu de rivages cosmiques lointains et exotiques encore à décrire.
Une technologie unique de commande depuis le centre de contrôle
Hubble mesure 13,2 m de long et 4,2 m de large à l’arrière, là où sont logés les instruments scientifiques. Pesant environ 12246 kg, le télescope a, à peu près, la même taille et le même poids qu’un autobus scolaire. Il est alimenté par deux panneaux solaires qui convertissent la lumière du soleil en énergie électrique stockée dans six grandes batteries. Les batteries permettent à l’observatoire de fonctionner pendant les parties ombragées de l’orbite, lorsque la Terre bloque la vue du satellite sur le Soleil.
Au milieu du vaisseau spatial, près de son centre de gravité, se trouvent quatre roues de réaction de 45 kg utilisées pour réorienter l’observatoire. Basé sur la troisième loi du mouvement de Newton – pour chaque action, il y a une réaction égale et opposée. Par exemple, tourner une roue de réaction dans un sens fait réagir Hubble en tournant dans le sens opposé. Le satellite sait où et quand il doit tourner en fonction d’un programme cible téléchargé depuis le centre de contrôle. L’ordinateur principal de Hubble calcule ensuite quelles roues doivent ralentir et lesquelles tournent plus vite pour manœuvrer le plus efficacement le vaisseau spatial vers la nouvelle cible.
Hubble utilise des gyroscopes de haute précision pour détecter sa vitesse et sa direction de mouvement. Le mode de fonctionnement typique de Hubble utilise trois gyroscopes, mais il en a six parmi lesquels choisir. Les autres servent de sauvegardes, car les gyroscopes finissent par s’user et tomber en panne. Il existe également des modes de fonctionnement de secours qui permettent à Hubble de continuer à collecter des données scientifiques avec un seul gyroscope, si nécessaire, mais avec un peu moins d’efficacité.
Crédits : National air and space museum
En plus des gyroscopes, Hubble dispose de trois capteurs de guidage fin (FGS) qui agissent dans le système de pointage et de contrôle global du vaisseau spatial pour maintenir le télescope pratiquement immobile pendant l’observation.
Les commandes et les données sont transmises entre le vaisseau spatial et le centre de contrôle via deux antennes à gain élevé qui communiquent via le système de suivi des données et de relais par satellite de la NASA, qui est en orbite géosynchrone. Les données scientifiques sont ensuite transmises du centre de contrôle au Space Telescope Science Institute à Baltimore, Maryland, via un réseau étendu pour traitement, diffusion et archivage.
Chronologie des Missions d’entretiens de Hubble
Cela a permis au télescope d’être équipé de nouveaux instruments scientifiques de pointe et d’autres équipements au cours de cinq missions d’entretien de 1993 à 2009.
Mission d’entretien 1 (SM1) : 2-13 décembre 1993
La première occasion d’effectuer une maintenance planifiée sur le télescope. Les astronautes ont installé de nouveaux instruments, y compris des équipements ajustés pour corriger le défaut du miroir principal de Hubble.
Mission d’entretien 2 (SM2) : 11-21 février 1997
L’installation de nouveaux instruments a étendu la gamme de longueurs d’onde de Hubble dans le proche infrarouge pour l’imagerie et la spectroscopie, permettant aux scientifiques de sonder les régions les plus éloignées de l’univers. Le remplacement des composants d’engins spatiaux défectueux ou dégradés a augmenté l’efficacité et les performances.
Mission d’entretien 3A (SM3A) : 19-27 décembre 1999
Ce qui était à l’origine conçu comme une mission de maintenance préventive est devenu plus urgent le 13 novembre 1999, lorsque le quatrième des six gyroscopes de Hubble est tombé en panne. Hubble a besoin d’au moins trois de ses gyroscopes stabilisateurs pour pouvoir fonctionner. Hubble est entré dans un état de dormance appelé mode sans échec pendant que le télescope attendait des réparations. La NASA a divisé la troisième mission d’entretien en deux parties pour remettre plus rapidement Hubble en service.
Mission d’entretien 3B (SM3B) : 1-12 mars 2002
Au cours du SM3B, les astronautes ont remplacé les panneaux solaires de Hubble et installé la caméra avancée pour les levés, qui a remplacé la caméra à objets faibles de Hubble, le dernier instrument original du télescope.
Mission d’entretien 4 (SM4) : 11-24 mai 2009
Le télescope spatial Hubble renaît avec Servicing Mission 4 (SM4). Le cinquième et dernier entretien de l’observatoire en orbite a volé à bord de la navette spatiale Atlantis (STS-125) du 11 au 24 mai 2009.
Au cours du SM4, deux nouveaux instruments scientifiques ont été installés : le spectrographe des origines cosmiques (COS) et la caméra grand champ 3 (WFC3). Deux instruments défaillants, le Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) et la Advanced Camera for Surveys (ACS), ont été relancés par les toutes premières réparations en orbite. Grâce à ces efforts, Hubble a été amené au sommet de ses capacités scientifiques.
Pour prolonger la durée de vie de Hubble, de nouvelles batteries, de nouveaux gyroscopes, un nouvel ordinateur scientifique, un capteur de guidage fin remis à neuf et une nouvelle isolation sur trois baies électroniques ont également été installés lors des cinq sorties dans l’espace de la mission. De plus, un dispositif a été fixé à la base du télescope pour faciliter la désorbitation lorsque le télescope sera finalement mis hors service.
Crédits : NASA
Une vraie machine à remonter le temps !
Lorsque Hubble a été lancé, l’âge de l’univers était connu pour se situer entre 10 et 20 milliards d’années. En examinant une certaine classe d’étoiles qui peuvent être utilisées pour définir la distance, Hubble a pu aider à réduire ce chiffre général à environ 13,8 milliards d’années, un nombre maintenant utilisé pour comprendre la chronologie et le développement des étoiles, des galaxies et plus encore.
Ce télescope pas comme les autres a découvert des trous noirs supermassifs cachés au cœur des galaxies et a aidé à cartographier la présence de matière noire insaisissable autour des amas de galaxies. Mais l’une de ses découvertes les plus étranges a été la révélation que l’expansion de l’univers s’accélère, entraînée par la présence d’une “énergie noire” encore non identifiée et jusque-là inconnue.
Avec sa capacité à apporter des images vierges de l’univers sur Terre, Hubble a souvent montré à l’humanité tout ce qu’elle avait encore à apprendre sur le cosmos.
Son siège aux premières loges des événements cosmiques en a fait un témoin essentiel des événements de notre propre système solaire, tels que les impacts de comètes et d’astéroïdes sur Jupiter, les tempêtes et les aurores sur nos planètes voisines, la désintégration des astéroïdes et le passage des comètes. Notre arrière-cour cosmique réserve encore de nombreuses surprises, et Hubble a trouvé des anneaux et des lunes autour d’Uranus et des lunes autour de Pluton.
Et même si il est vrai que nous ne pouvons pas regarder les galaxies ou les étoiles changer car elles évoluent sur une échelle de temps de millions et de milliards d’années. Mais en les observant à différents stades de leur existence, Hubble a aidé à démontrer comment les galaxies changent et se développent à travers les interactions et les collisions. Il nous a donné des instantanés d’étoiles à différents stades de la vie stellaire et les a montrées en train de fusionner et de s’enflammer dans des nuages de gaz et de poussière, d’expirer des couches externes sous forme de nébuleuses et d’exploser sous forme de supernovae.
On lui doit tellement…et ça continue
Bien qu’il soit presque impossible de fournir une liste complète de toutes les contributions scientifiques que Hubble a apportées jusqu’à présent au cours de sa carrière, les observations du télescope ont contribué à la compréhension du développement et de la croissance des galaxies, de la présence de trous noirs, de la naissance de étoiles et la composition atmosphérique des planètes en dehors de notre système solaire.
Les explorations de Hubble ont fondamentalement changé notre perception de l’univers et continueront de révéler de nouvelles perspectives pendant encore de nombreuses années.
Désormais au sommet de ses capacités, Hubble continue de repousser les limites de nos connaissances cosmiques.
Avec une histoire de découvertes sans précédent derrière elle, d’autres mystères attendent d’être élucidés et d’autres révélations sont encore à venir ― chacune ouvrant un peu plus nos yeux sur les merveilles qui existent dans les confins proches et lointains de l’univers, apportées par un télescope qui élève la vision de l’humanité au-delà de la Terre.
Déjà au musée même s’il est encore en activité
L’exposition itinérante Hubble est une exposition de 2 200 pieds carrés qui plonge les visiteurs dans la magnificence et le mystère de la mission Hubble et présente le télescope spatial James Webb.
Crédits : NASA
L’exposition présente un modèle à l’échelle du télescope spatial Hubble ainsi que plusieurs unités “satellites” qui offrent non seulement aux téléspectateurs une expérience pratique avec la même technologie qui permet à Hubble de contempler des galaxies lointaines, mais présentent également les contributions de Hubble à la exploration des planètes, des étoiles, des galaxies et de l’univers. Les spectateurs de l’exposition découvriront les différents instruments à bord du télescope et le rôle que chacun d’eux joue dans la fourniture de nouvelles images et découvertes passionnantes. Les observateurs auront également un aperçu des divers obstacles auxquels Hubble a été confronté au cours de sa carrière et du rôle que les astronautes ont joué dans la réparation et l’entretien du satellite.