Le compte de fonctionnement de Hubble s'élève maintenant à environ 11,3 milliards de dollars en dollars de 2015, en comptant chaque voyage d'entretien, ce qui en fait la mission scientifique la plus chère que la NASA ait jamais lancée. Ce prix a acheté des décennies de travail: l'observatoire a dépassé 30 ans en orbite en avril 2020, et les ingénieurs s'attendent maintenant à ce qu'il continue de fonctionner jusqu'aux années 2030 ou même 2040.
Rien de tout cela n'était garanti. Hubble a quitté la Terre avec un défaut de fabrication qui l'a presque ruiné, et n'a survécu que parce que sa conception permettait aux astronautes de monter dedans et de le reconstruire en orbite, plus d'une fois. Ce qui suit est l'histoire de la façon dont un miroir défectueux est devenu l'un des instruments scientifiques les plus productifs jamais construits.
Un Télescope Nommé en l'Honneur d'un Homme Qui a Réécrit le Cosmos
L'observatoire n'a pas toujours porté le nom d'Edwin Hubble. Ce n'est qu'en 1983 que les autorités l'ont nommé, honorant l'astronome qui avait montré que l'univers lui-même s'étend vers l'extérieur, s'appuyant sur les travaux préalables réalisés par Georges Lemaitre. Nommer un télescope en l'honneur de la personne qui a prouvé que le cosmos continue de s'étendre s'est avéré judicieux, puisque l'instrument allait affiner cette même mesure pendant quatre autres décennies.
Mettre le matériel en orbite a pris plus de temps que prévu. La navette spatiale Discovery l'a finalement lancé le 24 avril 1990, volant en tant que mission STS-31, après des années de retards suite à l'immobilisation de la flotte de navettes. Une fois arrivé en orbite, la mission devait toujours prouver que la machine fonctionnait comme prévu.
Un Défaut de Fabrication Que Personne N'a Attrapé à Temps
Cette preuve n'est pas arrivée immédiatement. Les ingénieurs avaient poli le miroir primaire de Hubble à une douceur d'environ 10 nanomètres, un niveau de précision presque incroyable, mais ils avaient manqué quelque chose de plus grand: le bord de ce même miroir était trop plat d'environ 2200 nanomètres. Un défaut mesuré en fractions d'un cheveu humain suffisait à brouiller chaque image que le télescope renvoyait chez lui.
Réparer un miroir déjà en orbite autour de la planète ne faisait jamais partie du plan original, mais l'engin spatial avait été construit depuis le début en gardant à l'esprit les futurs équipes de réparation. Ce seul choix de conception est ce qui a transformé un défaut embarrassant en un défaut réparable.
Les Astronautes Reconstruisent un Observatoire en Orbite
Entre décembre 1993 et mai 2009, la NASA a envoyé cinq équipes distinctes travailler sur Hubble, chacune montant à bord d'une navette spatiale. La première de ces visites a remplacé le photomètre haute vitesse par un kit de correction appelé COSTAR, et remplacé l'appareil photo d'origine par une Caméra Grand Champ et Planétaire 2 améliorée qui compensait le miroir plié en interne. Soudain, le télescope pouvait voir ce qu'il était censé voir.
L'appel de service final, effectué par Atlantis en 2009, s'est avéré être un jalon en soi: c'était le 30e vol de la navette dans l'ensemble, et remarquablement son premier voyage en plus de 14 ans qui n'allait pas à une station spatiale à la place. C'était aussi la seule fois qu'Atlantis ait jamais visité Hubble — Discovery avait déjà assuré deux missions d'entretien, tandis que Columbia et Endeavour en avaient chacune pris une.
Un Timbre Postal de Ciel Rempli de Galaxies
À la fin de 1995, pendant dix nuits consécutives entre le 18 et le 28 décembre, Hubble a fixé un petit patch de ciel apparemment vide et a combiné 342 expositions distinctes en une seule image. La région cible ne s'étendait que d'environ 2,6 arcminutes, un angle si petit qu'il est comparable à tenir une balle de tennis à 100 mètres de distance et à essayer de juger sa largeur.
Presque rien dans ce patch ne s'avéra blanc. L'image résultante, connue sous le nom de Hubble Deep Field, a montré que même les coins les plus apparemment vides du ciel sont remplis de galaxies lointaines une fois que vous regardez suffisamment longtemps et que vous collectez suffisamment de lumière.
De Plus en Plus Profondément dans le Passé
Le Deep Field n'était qu'une première tentative. Une exposition ultérieure plus longue appelée Hubble Ultra-Deep Field a conservé le titre d'image astronomique en lumière visible la plus sensible jamais produite, un record qu'elle a conservé jusqu'à ce que Hubble eXtreme Deep Field prenne le relais en 2012. Chaque image successive a repoussé la portée du télescope plus loin dans le temps cosmique en extrayant plus de lumière collectée du même patch d'obscurité.
L'Ultra-Deep Field lui-même visait une petite tranche de la constellation sud Fornax, et les chercheurs comptent environ 10 000 galaxies entassées dans ce seul cadre. L'Extreme Deep Field est allé encore plus loin, capturant des galaxies telles qu'elles apparaissaient il y a 13,2 milliards d'années — l'une d'entre elles, croient les chercheurs, s'était déjà formée seulement 450 millions d'années après le Big Bang.
L'Astronome pour lequel le Télescope est Nommé
Edwin Hubble est né le 20 novembre 1889 et mort le 28 septembre 1953, des décennies avant qu'un engin spatial ne porte son nom dans l'espace. Sa découverte la plus importante est venue en 1929, quand il a confirmé que les galaxies plus éloignées de la Terre se retirent plus vite que celles proches — un modèle que le domaine appelle maintenant la loi de Hubble, bien que Lemaitre ait avancé la même idée deux ans avant lui.
Attribuer à un scientifique une loi qu'un autre avait proposée plus tôt est une vieille habitude en astronomie, et cela en dit quelque chose sur la façon dont l'histoire collaborative — et parfois désordonnée — d'une découverte « nommée » peut être.
Une Archive Qui Continue de Croître
La baie d'instruments propre de Hubble a fait défiler du matériel au fil des décennies, mais sa production continue de s'accumuler: l'archive contient maintenant bien plus de 3 millions d'expositions, réunies entre 10 instruments scientifiques différents qui ont volé sur l'engin spatial à différents moments. Malgré les observatoires plus récents lancés depuis, il reste le télescope principal travaillant en lumière ultraviolette et visible en orbite.
Cette combinaison de longévité et de volume est la raison pour laquelle Hubble génère toujours des découvertes fraîches trois décennies plus tard. Chaque année supplémentaire d'exploitation s'ajoute à un ensemble de données que peu d'autres instruments peuvent égaler, transformant le temps d'observation de routine en une ressource scientifique en croissance.