Le télescope spatial Hubble

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Fiche

Lancement	24 avril 1990, à bord de la navette spatiale Discovery
Miroir principal	2,4 m de diamètre
Longueur	environ 13,2 m, à peu près un autobus
Masse	environ 12 200 kg
Altitude de l'orbite	environ 515 km au-dessus de la Terre (2026)
Durée d'une orbite	environ 95 minutes
Lumière observée	ultraviolet, visible et proche infrarouge
Missions d'entretien	cinq, de 1993 à 2009
Exploitant	la NASA, avec l'Agence spatiale européenne

En bref

Hubble orbite au-dessus de l'essentiel de l'atmosphère : la lumière des étoiles lui parvient sans le flou que combattent les télescopes au sol.
Son miroir a été poli avec une mauvaise forme ; des astronautes ont installé une optique correctrice en décembre 1993.
Hubble a aidé à fixer l'âge de l'Univers à environ 13,8 milliards d'années et a montré que l'expansion cosmique s'accélère.
Des astronautes lui ont rendu visite cinq fois, la dernière en 2009. Aucune autre visite n'est prévue.
En 2026, il fonctionne toujours, en n'utilisant qu'un gyroscope à la fois pour prolonger sa durée de vie.

Pourquoi placer un télescope dans l'espace

L'air de la Terre est sans cesse en mouvement. Des poches d'air chaud et froid dévient légèrement la lumière des étoiles : c'est pour cela qu'elles scintillent et que les images prises au sol sont brouillées. L'atmosphère bloque aussi la majeure partie de l'ultraviolet.

Un télescope placé au-dessus de l'air évite ces deux problèmes. L'idée a été proposée dans les années 1940 par l'astronome Lyman Spitzer et, après des décennies de préparation, Hubble a été mis en orbite par la navette spatiale Discovery le 24 avril 1990. Il porte le nom d'Edwin Hubble, qui a montré dans les années 1920 que l'Univers est en expansion.

Un miroir défectueux et une réparation célèbre

Les premières images ont fait l'effet d'un choc : plus nettes que celles prises au sol, mais floues sur les bords. Le miroir principal de 2,4 m avait été poli selon une courbure légèrement fausse. L'erreur valait environ un cinquantième de l'épaisseur d'un cheveu, mais cela suffisait à étaler la lumière en un halo flou. Les opticiens appellent ce défaut l'aberration sphérique.

Comme l'erreur était connue avec une grande précision, on a pu la corriger comme on corrige un œil myope avec des lunettes. En décembre 1993, les astronautes de la navette Endeavour ont effectué cinq sorties dans l'espace pour installer un module correcteur et une nouvelle caméra intégrant sa propre correction. Les images suivantes étaient parfaitement nettes, et la réputation de Hubble a été sauvée.

Quatre autres missions d'entretien ont suivi, en 1997, 1999, 2002 et 2009. Chacune a remplacé des pièces usées et ajouté de meilleurs instruments, si bien que le télescope actuel est bien plus performant que celui lancé en 1990.

Ce que Hubble a découvert

En mesurant la distance d'étoiles pulsantes dans d'autres galaxies, Hubble a aidé à préciser l'âge de l'Univers, environ 13,8 milliards d'années. À la fin des années 1990, ses observations d'étoiles lointaines en explosion ont confirmé une surprise : l'expansion de l'Univers s'accélère, une découverte récompensée par le prix Nobel de physique 2011.

Pour les images du champ profond de Hubble (Hubble Deep Field), le télescope a été pointé pendant des jours vers des zones du ciel apparemment vides. Elles ont révélé des milliers de galaxies, certaines vues telles qu'elles étaient il y a des milliards d'années. Hubble a aussi montré que presque toutes les grandes galaxies abritent un trou noir supermassif en leur centre.

Plus près de nous, il a observé les fragments de la comète Shoemaker-Levy 9 s'écraser sur Jupiter en 1994, découvert de petites lunes de Pluton et réalisé la première mesure de la composition chimique de l'atmosphère d'une exoplanète. Ses images de nébuleuses, comme les Piliers de la création, comptent parmi les plus célèbres de la science.

Comment fonctionne Hubble

Hubble est un télescope à miroirs : la lumière se réfléchit sur le grand miroir primaire vers un miroir secondaire plus petit, puis traverse un trou au centre du miroir principal pour atteindre les instruments. Parmi eux figurent des caméras et des spectrographes, qui décomposent la lumière en ses couleurs pour révéler la température, le mouvement et la composition chimique.

Il fait le tour de la Terre environ toutes les 95 minutes, à quelque 515 km d'altitude. Pour rester pointé sur une cible faible, il utilise des gyroscopes et des capteurs de guidage très précis. Des panneaux solaires l'alimentent, et ses données sont relayées vers le sol par des satellites de communication de la NASA.

Où il en est en 2026

Hubble fonctionne désormais depuis plus de 36 ans. Ses gyroscopes, qui détectent la façon dont le télescope pivote, s'usent. Depuis 2024, la NASA le fait fonctionner avec un seul gyroscope à la fois, en gardant un exemplaire de secours en réserve. Il change donc de cible plus lentement et certaines observations sont limitées, mais l'essentiel de la science se poursuit.

À cette altitude, le freinage par l'air est très faible mais pas nul, si bien que l'orbite descend lentement. Sans rehaussement, Hubble devrait rentrer dans l'atmosphère au cours des années 2030. La NASA a étudié des projets de rehaussement mais aucune mission d'entretien n'est prévue. En attendant, Hubble travaille aux côtés du télescope spatial James Webb : Hubble couvre l'ultraviolet et le visible, tandis que Webb voit plus loin dans l'infrarouge.

Peut-on voir Hubble depuis le sol ?

Oui, parfois. Comme la Station spatiale, Hubble brille en réfléchissant la lumière du Soleil et apparaît comme un point fixe qui glisse dans le ciel peu après le coucher du Soleil ou avant son lever. Il ne clignote pas.

Comme son orbite est inclinée d'environ 28,5 degrés par rapport à l'équateur, il n'est visible que depuis les lieux situés à moins de 30 degrés de latitude environ. Plus au nord ou plus au sud, on ne le voit jamais monter assez haut. Des applications et sites de suivi de satellites indiquent ses prochains passages pour votre position.