Télescope spatial Hubble : photos, faits et histoire

Le télescope spatial Hubble

Vue emblématique du télescope spatial Hubble sur les piliers de la création dans la nébuleuse de l'Aigle. (Crédit image : J. Hester/P. Scowen/ASU/HST/NASA)



Depuis son lancement en 1990, le télescope spatial Hubble (HST) a fourni un éventail éblouissant d'images qui ont impressionné et inspiré le public. Plus que de jolies images, les dizaines de téraoctets de données collectées ont permis de mieux comprendre l'univers, des objets aussi proches que la lune aux galaxies les plus éloignées, avec d'incroyables photos de supernovas et de nébuleuses entre les deux.



Ici, nous explorons l'histoire du télescope et ses découvertes, fournissons des faits sur Hubble et des liens vers certaines des meilleures images de l'observatoire en orbite.

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Faire décoller Hubble



Lorsque Galilée a tourné pour la première fois une longue-vue vers le ciel en 1610, il a eu du mal à distinguer les anneaux de Saturne visibles aujourd'hui dans les télescopes bon marché. Les progrès de l'optique ont finalement amélioré la vue des scientifiques sur les planètes, les étoiles et les galaxies lointaines, mais l'atmosphère terrestre bloquait toujours une grande partie de la lumière pour les observateurs au sol. De plus grands télescopes étaient et sont toujours placés au sommet des montagnes, où l'atmosphère plus mince à des altitudes plus élevées permet des images plus claires.

En 1946, peu après la Seconde Guerre mondiale, l'astronome Lyman Spitzer a proposé de lancer un télescope spatial, qui pourrait surmonter les limitations des observatoires au sol. Il a fallu encore quelques décennies avant que l'idée ne recueille suffisamment de soutien pour que la National Academy of Science organise un comité de scientifiques pour évaluer le potentiel d'un grand télescope spatial. Avec Spitzer à la barre, le comité a publié un document en 1969 qui décrivait les utilisations scientifiques d'un grand télescope spatial et a plaidé pour sa construction, selon un histoire du télescope écrite par Gabriel Olkoski pour la NASA .

La National Academy of Science a présenté son argumentation à la NASA, la seule agence capable de faire du Grand télescope spatial une réalité. La NASA envisageait déjà un télescope spatial d'un certain type, mais ils n'étaient pas décidés quant à sa taille et par où commencer. En 1971, George Low, l'administrateur par intérim de l'agence à l'époque, a donné son feu vert au Groupe directeur scientifique du Grand télescope spatial et la NASA a rapidement commencé à faire pression sur le Congrès pour obtenir le financement de l'entreprise.



Le télescope spatial Hubble a connu de nombreuses années de développement. Ici, les astronautes s

Le télescope spatial Hubble a connu de nombreuses années de développement. Ici, les astronautes s'entraînent à entretenir le télescope dans l'environnement d'apesanteur du simulateur de flottabilité neutre du Marshall Space Flight Center.(Crédit image : NASA/MFSC)

Le projet coûteux a été difficile à vendre et le financement a d'abord été refusé par le sous-comité des crédits de la Chambre en 1975. La NASA a ensuite intensifié ses efforts de lobbying et obtenu l'adhésion de l'Agence spatiale européenne, qui a partagé les coûts. Le Congrès a finalement accordé un financement pour la partie de la NASA du Grand télescope spatial en 1977.



Le développement a commencé presque immédiatement et la NASA prévoyait de lancer le télescope en 1983, mais divers retards de production ont repoussé la date de lancement à 1986.

Entre-temps, le Grand télescope spatial a été rebaptisé Hubble (HST) en l'honneur de Edwin Hubble , un astronome américain qui, entre autres, a déterminé que l'univers s'étendait au-delà des frontières de la Voie lactée.

Le HST a de nouveau été retardé après que la navette spatiale Challenger de 1986 a explosé une minute après le décollage le 28 janvier de la même année, tuant les sept astronautes à bord. Il a fallu deux ans avant que les vols de navette puissent reprendre et que la NASA puisse recommencer à planifier le lancement de Hubble.

Le premier télescope spatial au monde a finalement été lancé à bord de la navette spatiale Discovery le 24 avril 1990. L'effort a coûté 1,5 milliard de dollars, mais il y aurait des coûts permanents – à la fois attendus et inattendus.

Le télescope spatial Hubble est déployé depuis la NASA

Le télescope spatial Hubble est déployé depuis la navette spatiale Discovery de la NASA le 25 avril 1990.(Crédit image : NASA)

Les instruments initiaux sur Hubble comprenaient la caméra planétaire à grand champ, le spectrographe haute résolution Goddard (GHRS), la caméra à objets faibles (FOC), le spectrographe à objets faibles (FOS) et le photomètre à grande vitesse.

Hubble a rencontré des problèmes d'équipement dès le départ. Les images du télescope sont revenues si floues qu'elles étaient presque inutiles. Le miroir principal de Hubble avait un défaut - une aberration sphérique causée par une erreur de fabrication. Le défaut était infime, à seulement 1/50e de l'épaisseur d'une feuille de papier, mais c'était assez gros pour causer des problèmes d'imagerie majeurs.

Il a fallu trois ans avant que la NASA puisse monter une mission de réparation. Le 2 décembre 1993, la navette spatiale Endeavour a transporté un équipage de sept personnes pour réparer Hubble pendant cinq jours de sorties dans l'espace. Deux nouvelles caméras, dont la Wide-Field Planetary Camera 2 (WFPC-2) – qui a ensuite pris nombre des photos les plus célèbres de Hubble – ont été installées pendant le correctif. En décembre 1993, les premières nouvelles images de Hubble ont atteint la Terre, et elles étaient à couper le souffle.

Depuis lors, Hubble a continué à fournir des informations sans précédent sur notre univers et à inspirer les esprits curieux du monde entier.

Cette image, prise par le télescope spatial Hubble, montre l

Cette image, prise par le télescope spatial Hubble, montre l'étoile variable Céphéide RS Puppis, qui s'éclaircit et s'assombrit rythmiquement sur un cycle de six semaines.(Crédit image : NASA/ESA/Hubble Heritage (STScI/AURA)-Hubble/Europe Collab)

Faits de Hubble

Le Hubble est un projet commun entre la NASA et l'Agence spatiale européenne. Voici quelques faits de base sur le télescope et la mission, gracieuseté du Space Telescope Science Institute (STScI), qui exploite Hubble pour la NASA :

Taille du télescope :

  • Longueur : 43,5 pieds (13,2 mètres)
  • Poids : 24 500 lb. (11 110 kilogrammes)
  • Diamètre maximum : 14 pieds (4,2 m)

Faits de la mission :

  • Lancement : 24 avril 1990, depuis la navette spatiale Discovery (STS-31)
  • Déploiement : 25 avril 1990
  • Mission d'entretien 1 : décembre 1993
  • Mission d'entretien 2 : février 1997
  • Mission d'entretien 3A : décembre 1999
  • Mission d'entretien 3B : février 2002
  • Mission d'entretien 4 : mai 2009

Statistiques des vols spatiaux :

  • Orbite : altitude moyenne de 307 milles marins (569 km, ou 353 milles), inclinée de 28,5 degrés par rapport à l'équateur.
  • Temps pour terminer une orbite : 97 minutes
  • Vitesse : 17 500 mph (28 000 km/h)

Données:

Hubble transmet environ 120 gigaoctets de données scientifiques chaque semaine. Cela représenterait environ 3 600 pieds (1 097 mètres) de livres sur une étagère. La collection d'images et de données est stockée sur des disques magnéto-optiques.

Puissance:

  • Source d'énergie : la lumière du soleil
  • Mécanisme : Deux panneaux solaires de 25 pieds
  • Consommation électrique : 2 800 watts
  • Batteries : 6 nickel-hydrogène (NiH), avec une capacité de stockage égale à 20 batteries de voiture

Optique:

  • Diamètre du miroir principal : 94,5 pouces (2,4 m)
  • Poids du miroir principal : 1 825 lb (828 kg)
  • Diamètre du miroir secondaire : 12 po (0,3 m)
  • Poids du rétroviseur secondaire : 27,4 lb (12,3 kg)

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Missions d'entretien

Hubble a été révisé cinq fois. Voici les points saillants de chaque mission d'entretien :

  • Mission d'entretien 1 - STS-61, décembre 1993 : un ensemble d'optiques correctives a été installé et la caméra planétaire à grand champ a été remplacée par la caméra à grand champ et planétaire 2 (y compris un système de correction optique interne). Les ordinateurs ont été mis à niveau. Les astronautes ont également remplacé des panneaux solaires, des gyroscopes, des magnétomètres, des ordinateurs et d'autres équipements.
  • Mission d'entretien 2 - STS-82, février 1997 : Entre autres tâches, les astronautes ont installé le spectrographe imageur du télescope spatial (STIS) et la caméra infrarouge proche et le spectromètre multi-objets (NICMOS), remplaçant le GHRS et le FOS. Un problème inattendu avec NICMOS a raccourci sa durée de vie prévue à seulement 2 ans, moins de la moitié des projections initiales.
  • Mission d'entretien 3A - STS-103, décembre 1999 : La troisième mission d'entretien a été divisée en deux parties après la panne de trois des six gyroscopes (dispositifs de pointage) sur Hubble. Quelques semaines seulement avant le décollage de 3A, un quatrième gyroscope est tombé en panne et a laissé le télescope incapable de pointer dans la bonne direction pour les observations. 3A a remplacé tous les gyroscopes, un capteur de guidage fin et l'ordinateur, entre autres tâches. La mission a remis Hubble en service peu de temps après la fin des réparations.
  • Mission d'entretien 3B - STS-109, mars 2002 : Cette mission a installé la caméra avancée pour les levés (remplaçant le FOC), réparé NICMOS et remplacé les panneaux solaires.
  • Mission d'entretien 4 - STS-125, mai 2009 : Cette mission était initialement prévue pour février 2005, mais la NASA l'a annulée après que la navette Columbia a été endommagée lors du lancement et s'est brisée lors de la rentrée en 2003, tuant sept astronautes. Hubble est sur une orbite différente de celle de la Station spatiale internationale. Si une navette était endommagée au décollage, il n'y avait pas de refuge sûr pour les astronautes où se retirer en cas d'urgence. Cependant, à la suite du tollé du Congrès, de la communauté scientifique et du public, la mission Hubble a été rétablie et programmée pour 2008. Lorsque l'une des unités de traitement des données de Hubble a échoué, la mission a été repoussée à 2009 pour inclure une pièce de rechange pour cela aussi. . Les astronautes de la mission 4 ont réparé ou remplacé plusieurs systèmes et installé deux nouveaux instruments : la Wide Field Camera 3 et le Cosmic Origins Spectrograph.

Une vue du télescope spatial Hubble à travers la fenêtre de la navette Atlantis, qui a amené des astronautes en mission de réparation en 2009.

Une vue du télescope spatial Hubble à travers la fenêtre de la navette Atlantis, qui a amené des astronautes en mission de réparation en 2009.(Crédit image : NASA)

Découvertes Hubble

La perspective élevée et l'optique avancée de Hubble lui permettent de regarder plus loin que les optiques au sol précédentes ne sont capables de voir. Parce que la lumière met du temps à parcourir de longues distances, la portée du HST lui permet de fonctionner comme un machine à remonter le temps ; la lumière qu'il voit des objets distants révèle seulement comment cet objet est apparu lorsque la lumière l'a quitté, pas comment il apparaît aujourd'hui. Ainsi, lorsque nous regardons la galaxie d'Andromède, à 2,5 millions d'années-lumière de la Terre, nous la voyons telle qu'elle était il y a 2,5 millions d'années.

Cette image montre des candidats de galaxies naines primordiales entourés de vert. Trois agrandissements à droite montrent plusieurs objets nains qui se trouvent aux limites de Hubble

Cette image montre des candidats de galaxies naines primordiales entourés de vert. Trois agrandissements à droite montrent plusieurs objets nains qui sont à la limite des capacités actuelles de l'instrument de Hubble. L'UDF de Hubble est une petite région du ciel en direction de la constellation australe de Fornax. Les objets les plus faibles ont moins d'un quatre milliardième de luminosité des étoiles visibles à l'œil nu.(Crédit image : NASA, ESA, R. Windhorst (Arizona State University) et H. Yan (Spitzer Science Center, Caltech))

Et avec Hubble, des objets distants sont révélés qui, autrement, ne pourraient pas être vus du tout.

Lorsque les astronomes ont pointé le HST sur une parcelle de ciel apparemment vide dans la Grande Ourse en 1995, par exemple, ils ont capturé une image de plus de 3 000 galaxies trop éloignées pour être détectées par d'autres télescopes. (Ceci a été appelé plus tard le champ profond de Hubble). Certaines galaxies étaient si jeunes qu'elles n'avaient pas encore commencé à se former sérieusement. D'autres observations en champ profond dans la même zone ont été effectuées, scrutant chaque fois plus profondément dans l'espace. Ceux-ci ont été appelés Hubble Ultra-Deep Field (sorti en 2004) et Hubble eXtreme Deep Field (sorti en 2012).

En plus de contempler l'univers primitif, Hubble a également aidé les astronomes à évaluer combien de temps s'était écoulé depuis le Big Bang. En mesurant un type spécial d'étoile pulsante connue sous le nom de Variable céphéide , ils ont pu réduire l'âge de l'univers de sa plage pré-HST de 10 à 20 milliards d'années à 13,7 milliards d'années plus précisément.

Hubble examine également les étoiles individuelles à divers stades de leur évolution - des nuages ​​de poussière qui forment les étoiles infantiles aux cadavres de celles qui ont explosé depuis longtemps, et celles entre les deux. Il a même pu scruter l'extérieur de notre galaxie, la Voie Lactée, et ses voisins, les Nuages ​​de Magellan et la Galaxie d'Andromède.

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Plus difficiles à voir que les étoiles sont les planètes en orbite autour d'autres soleils. Pourtant, en 2008, Hubble a capturé des images de la planète Fomalhaut b, la première fois qu'une planète extrasolaire était directement imagée en lumière visible. Mais la plupart des planètes sont plus difficiles à photographier. Une grande partie du travail du HST avec d'autres planètes passe par la détection de leur atmosphère lorsqu'elles passent devant leur soleil ; l'atmosphère filtre la lumière des étoiles et Hubble enregistre les changements.

Hubble peut passer une grande partie de son temps à regarder à des années-lumière de la Terre, mais à l'occasion, il prend le temps de photographier les planètes voyageant autour de notre soleil. Des images haute résolution prises de Jupiter, Saturne et même Pluton peuvent fournir des informations qui ne peuvent être complétées que par des sondes planétaires encerclant les planètes. Les images du HST permettent aux scientifiques sur Terre de surveiller les changements dans l'atmosphère et la surface de la planète. Lorsque la comète Shoemaker-Levy s'est écrasée sur Jupiter en 1994, Hubble a photographié la collision mortelle. Les conséquences ont révélé beaucoup de choses sur l'atmosphère de la géante gazeuse.

De plus, Hubble a vu ce qui semble être des panaches d'eau jaillir de la lune Europa, une lune de Jupiter. Le télescope a effectué une première observation en mars 2014, puis a vu un panache candidat de suivi au même endroit en février 2016.

En orbite depuis plus de deux décennies, Hubble a permis aux scientifiques de mieux comprendre les planètes, la galaxie et l'univers entier. Parmi les découvertes et les projets de recherche les plus étonnants de Hubble :

  • Création d'une carte 3D de la matière noire mystérieuse.
  • A la découverte de Nix et Hydra, deux lunes de Pluton.
  • Aider à déterminer le taux d'expansion de l'univers.
  • Découvrir que presque toutes les grandes galaxies sont ancrées par un trou noir.
  • Aider à affiner l'âge de l'univers.

Découvertes récentes de Hubble

Voici quelques faits saillants supplémentaires des découvertes de Hubble au cours des dernières années :

Des photos spectaculaires de Hubble

Vous trouverez ci-dessous quelques-unes des meilleures images prises par Hubble.

Trouvez plus dans ce galerie de superbes photos Hubble .

La nébuleuse de l

La nébuleuse de l'hélice, une nébuleuse planétaire dans la constellation du Verseau, également connue sous le nom de « l'œil de Dieu ».(Crédit image : NASA, ESA et C.R. O'Dell (Université Vanderbilt))

Ce jeune groupe stellaire massif, appelé R136, n

Ce jeune groupe stellaire massif, appelé R136, n'a que quelques millions d'années et réside dans la 30 nébuleuse Doradus, une région turbulente de naissance d'étoiles dans le Grand Nuage de Magellan, une galaxie satellite de la Voie Lactée.(Crédit image : NASA, ESA et F. Paresce (INAF-IASF, Bologne, Italie), R. O'Connell (Université de Virginie, Charlottesville) et Comité de surveillance scientifique de la caméra à champ large 3)

Le télescope spatial Hubble a capturé la vue la plus détaillée de la nébuleuse du Crabe dans l

Le télescope spatial Hubble a capturé la vue la plus détaillée de la nébuleuse du Crabe dans l'une des plus grandes images jamais assemblées par l'observatoire spatial.(Crédit image : NASA/ESA et Jeff Hester (Université d'État de l'Arizona).)

Hubble surprend Jupiter en train de changer ses rayures. Les nuages ​​de haute et de basse altitude changent de place, changeant de forme et de couleur en même temps.

Hubble surprend Jupiter en train de changer ses rayures. Les nuages ​​de haute et de basse altitude changent de place, changeant de forme et de couleur en même temps.(Crédit image : NASA, ESA, A. Simon-Miller (NASA Goddard Space Flight Center), A. Sánchez-Lavega, R. Hueso et S. Pérez-Hoyos (Université du Pays Basque), E. Garcé ;a-Melendo (Esteve Duran Observatory Foundation, Espagne) et G. Orton (Jet Propulsion Laboratory))

Hubble aperçoit instantanément plusieurs centaines de milliers d

Hubble aperçoit instantanément plusieurs centaines de milliers d'étoiles se déplaçant dans l'amas globulaire M13.(Crédit image : NASA, ESA et Hubble Heritage Team (STScI/AURA))

Les anneaux de Saturne en ultraviolet – Un nouveau regard sur certains des anneaux les plus connus du système solaire. Crédit : NASA et E. Karkoschka (Université de l'Arizona)

Champ ultra-profond de Hubble – Regardant une parcelle de ciel sombre, le HST a découvert plus de 10 000 galaxies primitives invisibles de la surface de la Terre. Crédit : NASA, ESA, R. Windhorst (Arizona State University) et H. Yan (Spitzer Science Center, Caltech)

Quand les galaxies se heurtent – Deux galaxies en collision ont produit une galaxie annulaire à longue queue. Crédit : NASA, ESA, Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration, et A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University)

Une Lune d'Uranus – Le HST capture une éclipse alors que la lune, Ariel, passe devant le soleil. Crédit : NASA, ESA, L. Sromovsky (Université du Wisconsin, Madison), H. Hammel (Space Science Institute) et K. Rages (SETI)

Hubble capture des images de tempêtes de poussière sur la planète rouge au niveau des calottes polaires. Crédit : NASA, James Bell (Cornell Univ.), Michael Wolff (Space Science Inst.) et The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Le papillon émerge de la mort stellaire – Une étoile mourante éjectant de la poussière et du gaz a créé une belle nébuleuse planétaire. Crédit : NASA, ESA et l'équipe Hubble SM4 ERO

Perles cosmiques de l'onde de choc supersonique – Les ondes de choc déclenchées par une supernova de 1987 entrent maintenant en collision avec la poussière et le gaz autour de l'étoile, chauffant l'anneau et le faisant briller. Crédit : NASA, P. Challis, R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) et B. Sugerman (STScI)

Bulles de gaz galactiques – Une bulle de gaz au centre de la galaxie NGC 3079 s'élève au-dessus du disque aplati. Crédits : NASA, Gerald Cecil (Université de Caroline du Nord), Sylvain Veilleux (Université du Maryland), Joss Bland-Hawthorn (Observatoire anglo-australien) et Alex Filippenko (Université de Californie à Berkeley).

Eta Carinae - L'explosion de Dumbel – La poussière et le gaz explosant des deux côtés de l'étoile, Eta Carinae, sont montrés avec des détails remarquables. Des structures de seulement 10 milliards de kilomètres de diamètre peuvent être observées malgré la grande distance des étoiles. Crédit : Jon Morse (Université du Colorado) et NASA

Les nébuleuses de l'anneau – Une étoile mourante a arraché la poussière et le gaz pour créer les nébuleuses planétaires les plus célèbres. Le HST a révélé des amas sombres de matériau incrusté dans les bords de l'anneau de gaz, tandis que l'étoile mourante se cache au centre. Crédit : L'équipe Hubble Heritage (AURA/STScI/NASA)

Préparer le voyage à Vesta – Les images prises par le HST ont aidé les astronomes et les ingénieurs à planifier la mission Dawn de la NASA vers l'astéroïde Vesta et la protoplanète Cérès. Crédits pour Vesta : NASA ; ESA ; L. McFadden et J.Y. Li (Université du Maryland, College Park); M. Mutchler et Z. Levay (Space Telescope Science Institute, Baltimore); P. Thomas (Université de Cornell) ; J. Parker et E.F. Young (Southwest Research Institute); et C.T. Russell et B. Schmidt (Université de Californie, Los Angeles). Crédits pour Ceres : NASA ; ESA ; J. Parker (Institut de recherche du Sud-Ouest); P. Thomas (Université de Cornell) ; L. McFadden (Université du Maryland, College Park); et M. Mutchler et Z. Levay (Space Telescope Science Institute)

Un flux de particules subatomiques – Des électrons et d'autres particules subatomiques s'écoulent d'un trou noir au centre de la galaxie M87. Crédit : NASA et The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Cordonnier-Levy contusions Jupiter – Lorsque la comète Shoemaker-Levy a bombardé Jupiter en 1994, elle a laissé sa marque sur la planète. Crédit : Hubble Comet Team et NASA.

Ressources additionnelles:

Cet article a été mis à jour le 20 avril 2020 par Kimberly Hickok, rédactrice en chef de demokratija.eu.