# Comment fonctionne le télescope Hubble
Le télescope spatial Hubble est l'un des plus célèbres et révolutionnaires de l'histoire de l'astronomie. Lancé le 24 avril 1990 par la navette spatiale Discovery, Hubble a permis aux astronomes et aux scientifiques d'étudier l'univers comme jamais auparavant. Mais comment fonctionne Hubble ? Cet article explique en détail les principes et les mécanismes de son fonctionnement.
## Principes de base des télescopes
De manière générale, les télescopes fonctionnent en collectant la lumière provenant d'objets distants et en produisant une image qui peut être analysée. Les premiers télescopes au monde étaient des télescopes optiques, qui utilisaient des lentilles ou des miroirs pour capter et focaliser la lumière.
Le télescope Hubble est un télescope à miroir (ou réflecteur), où la lumière incidente est focalisée par un miroir primaire sur un miroir secondaire, qui la projette ensuite sur un détecteur ou une caméra pour produire une image. Situé hors de l'atmosphère terrestre, Hubble n'est pas sujet aux perturbations atmosphériques, telles que la distorsion ou la réduction de la luminosité, qui affectent généralement les télescopes terrestres.
## La structure physique de Hubble
Hubble est un grand télescope, d'environ 13,2 mètres de long et pesant environ 11 000 kg. Le télescope se compose de plusieurs éléments principaux :
1. Optique du télescope : L’élément central de Hubble est son miroir primaire de 2,4 mètres de diamètre. Ce miroir est fabriqué en verre spécial et recouvert d’aluminium et d’une fine couche de fluorure de magnésium pour améliorer la réflexion de la lumière.
2. Instruments scientifiques : Hubble est équipé de divers instruments conçus pour capturer un large spectre de longueurs d’onde, de l’ultraviolet (UV) à l’infrarouge (IR). Parmi les instruments clés figurent la caméra grand champ et planétaire (WFPC2), la caméra avancée pour les relevés (ACS) et la caméra proche infrarouge et le spectromètre multi-objets (NICMOS).
3. Systèmes de contrôle et électronique : Hubble est équipé d'ordinateurs et de systèmes de contrôle très sophistiqués qui permettent un ciblage de haute précision et le stockage de données.
4. Panneaux solaires : Pour l'alimentation électrique, Hubble est équipé de deux grands panneaux solaires qui convertissent l'énergie solaire en électricité.
5. Antenne de communication : La communication avec la Terre se fait par l'intermédiaire d'une antenne qui envoie des données scientifiques et reçoit des commandes du centre de contrôle de la NASA.
## Comment fonctionne Hubble
### Collecte et mise au point de la lumière
Lorsque Hubble est pointé vers un objet, comme une galaxie lointaine ou une étoile, son miroir primaire capte la lumière émise par cet objet. Cette lumière est ensuite dirigée vers un miroir secondaire plus petit, puis réfléchie vers les différents instruments scientifiques du télescope.
Le miroir primaire et le miroir secondaire du télescope Hubble fonctionnent de concert pour produire des images d'une grande précision. Le miroir primaire capte un maximum de lumière, tandis que le miroir secondaire permet de focaliser et de diriger cette lumière vers le détecteur.
### Observation et imagerie
Une fois la lumière collectée et focalisée, elle traverse différents instruments et détecteurs du télescope. Par exemple, WFPC2 ou ACS capturent des images à différentes longueurs d'onde. Ces données sont ensuite stockées au format numérique.
Des instruments comme NICMOS sont utilisés pour les observations infrarouges, permettant l'étude d'objets très froids ou très éloignés qui émettent un rayonnement infrarouge. D'autres instruments peuvent être utilisés pour les observations ultraviolettes, qui peuvent fournir des informations sur les processus de haute énergie dans l'univers.
### Transfert de données vers la Terre
Les données recueillies par les instruments du télescope Hubble sont ensuite renvoyées sur Terre par un système de communication par satellite. Hubble est équipé d'émetteurs et de récepteurs radio qui communiquent avec le satellite de relais et de transmission de données du télescope (TDRS). Ces données sont ensuite relayées au Space Telescope Science Institute (STScI) à Baltimore, dans le Maryland, où elles sont traitées, analysées et archivées.
Grâce à ce processus, les astronomes du monde entier peuvent accéder aux données générées par Hubble pour leurs recherches.
### Correction optique
Peu après son lancement, Hubble a rencontré des problèmes avec son miroir primaire, ce qui entraînait des images floues. L'analyse a révélé un défaut minuscule, mais significatif, sur l'axe du miroir primaire. Pour remédier à ce problème, en 1993, la NASA a envoyé une mission de navette spatiale afin d'installer un système de correction optique appelé COSTAR (Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement). Ce système fonctionne comme des lunettes, corrigeant le trajet de la lumière et permettant ainsi à Hubble de produire des images nettes et précises.
### Performances sans perturbation atmosphérique
L'un des principaux atouts du télescope Hubble par rapport aux télescopes terrestres réside dans sa capacité à observer l'univers sans être perturbé par l'atmosphère terrestre. Celle-ci déforme la lumière provenant d'objets lointains en raison d'un phénomène appelé turbulence atmosphérique. Ce phénomène produit des scintillements dans les étoiles, visibles à l'œil nu, et peut considérablement altérer la netteté des images produites par les télescopes terrestres. Situé hors de l'atmosphère, Hubble est capable de produire des images d'une résolution et d'une clarté bien supérieures.
### Quelques découvertes importantes de Hubble
1. Expansion accélérée de l'Univers : L'une des découvertes les plus importantes auxquelles Hubble a contribué est la confirmation de l'accélération de l'expansion de l'Univers. Cette découverte soutient le concept d'énergie sombre, une forme d'énergie mystérieuse que l'on pense responsable de cette expansion accélérée.
2. Détails planétaires et galactiques : Hubble nous a offert des vues sans précédent des planètes de notre système solaire, notamment des tempêtes intenses sur Jupiter et Saturne, ainsi que des panoramas détaillés de galaxies et d’amas de galaxies lointains.
3. Trous noirs supermassifs : Grâce à Hubble, les scientifiques ont pu observer et confirmer l'existence de trous noirs supermassifs au centre de nombreuses galaxies, y compris la nôtre, la Voie lactée.
4. Formation d'étoiles : Hubble a également permis des observations directes de régions de formation de nouvelles étoiles, nous donnant un aperçu de la façon dont les étoiles se forment à partir de nuages de gaz et de poussière.
## Conclusion
Le télescope spatial Hubble a ouvert une nouvelle fenêtre sur l'univers . Grâce à sa technologie de pointe et à son positionnement hors de l'atmosphère terrestre, Hubble a permis d'importantes découvertes qui ont enrichi notre connaissance du cosmos. De l'observation de la formation des étoiles à la mesure de l'expansion de l'univers , Hubble…
