Hubble, le télescope qu'on a dû soigner avant qu'il change l'astronomie
Lancé en 1990 avec un miroir défectueux, réparé en orbite en 1993, le télescope spatial Hubble a bouclé en septembre 2026 sa 200 000ᵉ orbite. Histoire d'un instrument qui a transformé notre vision de l'Univers.
Le 24 avril 1990, la navette spatiale Discovery décolle avec dans sa soute le télescope spatial Hubble, déposé en orbite le lendemain. Au-dessus de l'atmosphère, qui brouille et filtre la lumière des étoiles, son miroir de 2,4 mètres doit offrir des images d'une netteté inédite. Les premières images déçoivent pourtant : elles sont floues.
Un défaut de deux microns
L'enquête révèle un défaut de fabrication. Le bord du miroir principal a été poli selon une mauvaise prescription : il s'écarte de 2,2 microns de la forme voulue, environ un cinquantième de l'épaisseur d'un cheveu. Cette erreur infime suffit à créer une aberration sphérique : les rayons lumineux qui frappent le bord du miroir et ceux qui frappent son centre ne convergent pas au même point. Au lieu d'un foyer net, on obtient un halo.
Impossible de rapporter le miroir sur Terre. Les ingénieurs choisissent donc de corriger la vue du télescope, comme on corrige celle d'un myope avec des lunettes, puisque l'erreur, mesurée avec précision, était connue.
Du 2 au 13 décembre 1993, la navette Endeavour rejoint Hubble pour la première mission de réparation. En cinq sorties dans l'espace, totalisant 35 heures et 28 minutes, deux équipes d'astronautes installent une nouvelle caméra, WFPC2, dont l'optique interne compense le défaut, et COSTAR, un instrument de la taille d'une cabine téléphonique qui place de petits miroirs correcteurs devant les autres instruments.
Le résultat est spectaculaire : les images deviennent nettes. Quatre autres missions suivront jusqu'en 2009 pour remplacer batteries, gyroscopes et panneaux solaires et installer des instruments plus performants. Cette possibilité d'entretien explique en grande partie la longévité du télescope.
Regarder le vide pour voir l'Univers
En 1995, les astronomes pointent Hubble pendant dix jours vers une minuscule zone de la Grande Ourse, qui semblait vide, de la taille du chas d'une aiguille tenue à bout de bras. L'image, le Hubble Deep Field, révèle environ 3 000 galaxies lointaines, à tous les stades de leur évolution. En 2003 et 2004, le Hubble Ultra Deep Field pousse plus loin, avec environ 10 000 galaxies sur un petit champ.
Hubble a aussi mesuré la vitesse d'expansion de l'Univers, la constante de Hubble. Grâce à des étoiles variables, les céphéides, et à des supernovæ, il l'a déterminée avec une précision d'un peu plus de 1 %. Ses mesures de supernovæ lointaines ont contribué à montrer, en 1998, que l'expansion de l'Univers accélère, une découverte récompensée par le prix Nobel de physique 2011. Reste une énigme : la valeur mesurée dans l'Univers proche, environ 73 km/s par mégaparsec, est supérieure aux 67 à 68 km/s par mégaparsec déduits de l'Univers primordial. En 2024, des observations communes avec le télescope James Webb ont confirmé que l'écart ne vient pas d'une erreur de mesure.
Un vieux télescope sur un seul gyroscope
Pour viser, Hubble utilise des gyroscopes. Six avaient été installés en 2009 ; en 2024, trois fonctionnaient encore, et l'un d'eux donnait des mesures erronées. En juin 2024, la NASA a choisi de faire fonctionner le télescope avec un seul gyroscope, en gardant un autre en réserve. Hubble se tourne plus lentement et ne peut plus suivre les objets plus proches que l'orbite de Mars, mais l'essentiel de ses observations n'est pas affecté.
Le 19 septembre 2026, il a bouclé sa 200 000ᵉ orbite autour de la Terre. Il a réalisé plus de 1,7 million d'observations, et les astronomes demandent chaque année environ sept fois plus de temps d'observation qu'il ne peut en offrir.
Et sur Terre ?
Plusieurs technologies liées à Hubble ont trouvé des usages terrestres, selon la NASA. Ses détecteurs électroniques ont aidé un système de biopsie mammaire guidée par imagerie à voir les tissus plus nettement. Les batteries nickel-hydrogène conçues pour lui alimentent aujourd'hui des installations électriques. Un algorithme de reconnaissance d'étoiles a même été adapté pour identifier individuellement des requins-baleines grâce à leurs taches.
Après Hubble
Parmi ses successeurs envisagés figure le Habitable Worlds Observatory, que la NASA étudie pour photographier des planètes semblables à la Terre. Il exigera des coronographes capables d'atténuer la lumière d'une étoile d'un facteur dix milliards (voir la marche G-SGT-04). Hubble, lui, continue d'observer. Nul ne sait combien d'années il tiendra encore, mais chacune prolonge une carrière commencée par un échec, et devenue l'une des plus fécondes de l'histoire des sciences.